← Ко всем заданиям
ЗАДАНИЕ 31 · Часть 2
Цепочка неорганических превращений
78 заданий этого типа — листайте и решайте прямо здесь
Вариант 00BFD9
Развёрнутый ответ
Правильный ответ: 1) CuO + 2HCl = CuCl2 + H2O
2) CuCl2 --электролиз--> Cu + Cl2↑
3) Cl2 + 2NaBr = 2NaCl + Br2
4) 3Br2 + 6KOH(гор.) = 5KBr + KBrO3 + 3H2O
1. CuO + соляная кислота — основный оксид с кислотой: CuO + 2HCl = CuCl2 + H2O.
2. Электролиз раствора CuCl2: на катоде восстанавливается медь, на аноде окисляется хлорид-ион до газообразного хлора: CuCl2 --эл.ток--> Cu + Cl2↑.
3. Cl2 — более сильный окислитель, чем Br2, вытесняет бром из раствора бромида натрия: Cl2 + 2NaBr = 2NaCl + Br2.
4. Бром при взаимодействии с горячим раствором щёлочи диспропорционирует (аналогично хлору): 3Br2 + 6KOH(гор.) = 5KBr + KBrO3 + 3H2O — образуются две соли (бромид и бромат калия).
Вариант 01616B
Развёрнутый ответ
Правильный ответ: 1) K2SiO3 + CO2 + H2O = H2SiO3↓ + K2CO3
2) 3K2CO3 + Fe2(SO4)3 + 3H2O = 2Fe(OH)3↓ + 3CO2↑ + 3K2SO4
3) 2Fe(OH)3 --t°--> Fe2O3 + 3H2O
4) Fe2O3 + Na2CO3 --t°, сплавление--> 2NaFeO2 + CO2↑
1. CO2 пропустили через раствор силиката калия — вытеснение более слабой (менее летучей в водном растворе в виде осадка) кремниевой кислоты угольной: K2SiO3 + CO2 + H2O = H2SiO3↓ + K2CO3. Осадок — H2SiO3.
2. Оставшийся раствор (K2CO3) смешали с раствором Fe2(SO4)3 — соли слабого основания Fe(OH)3 и сильной кислоты и слабой кислоты H2CO3 взаимно и необратимо гидролизуются: 3K2CO3 + Fe2(SO4)3 + 3H2O = 2Fe(OH)3↓ + 3CO2↑ + 3K2SO4. Бурый осадок — Fe(OH)3, газ — CO2 (соответствует условию).
3. Осадок Fe(OH)3 прокалили — разложение гидроксида при нагревании: 2Fe(OH)3 --t°--> Fe2O3 + 3H2O. Твёрдый остаток — Fe2O3.
4. Fe2O3 сплавили с Na2CO3 — реакция сплавления оксида металла с карбонатом натрия (типичная для получения ферритов): Fe2O3 + Na2CO3 --t°--> 2NaFeO2 + CO2↑.
Вариант 0355C5
Развёрнутый ответ
Правильный ответ: 1) Al2O3 + Na2CO3 = (t°) 2NaAlO2 + CO2↑
2) NaAlO2 + 4HCl(изб.) = NaCl + AlCl3 + 2H2O
3) AlCl3 + 3NH3·H2O(изб.) = Al(OH)3↓ + 3NH4Cl
4) Al(OH)3 + KOH(изб., р-р) = K[Al(OH)4]
1) Сплавление Al2O3 с Na2CO3 — классическая реакция получения алюмината натрия: амфотерный оксид алюминия вытесняет более летучий кислотный оксид CO2 из соли слабой кислоты при сплавлении: Al2O3 + Na2CO3 = 2NaAlO2 + CO2↑.
2) Полученный NaAlO2 растворяют в избытке соляной кислоты. Так как кислота в избытке, амфотерный алюминий остаётся в виде катиона Al3+ (не выпадает Al(OH)3): NaAlO2 + 4HCl = NaCl + AlCl3 + 2H2O.
3) К раствору AlCl3 добавляют избыток аммиачной воды. Гидрат аммиака — слабое основание, оно не растворяет амфотерный Al(OH)3 (в отличие от щёлочи), поэтому осадок Al(OH)3 не растворяется даже в избытке: AlCl3 + 3NH3·H2O = Al(OH)3↓ + 3NH4Cl.
4) Отделённый осадок Al(OH)3 обрабатывают избытком раствора KOH. В водном растворе амфотерный гидроксид алюминия растворяется в избытке щёлочи с образованием растворимого гидроксокомплекса (а не безводного алюмината, который образуется только при сплавлении): Al(OH)3 + KOH = K[Al(OH)4].
Вариант 05EE76
Развёрнутый ответ
Правильный ответ: 1) 2KAlO2 + 4H2SO4 = Al2(SO4)3 + K2SO4 + 4H2O
2) Al2(SO4)3 + 3Na2SO3 + 3H2O = 2Al(OH)3↓ + 3Na2SO4 + 3SO2↑
3) Na2Cr2O7 + 3SO2 + H2SO4 = Cr2(SO4)3 + Na2SO4 + H2O
4) SO2 + Br2 + 2H2O = H2SO4 + 2HBr
1) Алюминат калия растворяют в необходимом (стехиометрическом) количестве серной кислоты — кислоты ровно столько, чтобы полностью связать весь алюминий и калий в сульфаты: 2KAlO2 + 4H2SO4 = Al2(SO4)3 + K2SO4 + 4H2O.
2) К раствору сульфата алюминия добавляют раствор сульфита натрия — происходит необратимый совместный гидролиз (взаимное усиление гидролиза): катион Al3+ (слабое основание) и анион SO3^2- (слабая кислота) взаимно гидролизуются с образованием осадка Al(OH)3 и выделением газа SO2: Al2(SO4)3 + 3Na2SO3 + 3H2O = 2Al(OH)3↓ + 3Na2SO4 + 3SO2↑.
3) Выделившийся газ SO2 делят на две части. Первую часть пропускают через подкисленный серной кислотой раствор дихромата натрия — SO2 является восстановителем, восстанавливает Cr2O7^2- (Cr+6) до Cr3+, сам окисляясь до сульфата: Na2Cr2O7 + 3SO2 + H2SO4 = Cr2(SO4)3 + Na2SO4 + H2O.
4) Вторую часть газа поглощают бромной водой — SO2 восстанавливает бром до бромоводорода, окисляясь до серной кислоты: SO2 + Br2 + 2H2O = H2SO4 + 2HBr.
Вариант 0C61C3
Развёрнутый ответ
Правильный ответ: 1) Cu2S + 2O2 → 2CuO + SO2; 2) Fe2(SO4)3 + SO2 + 2H2O → 2FeSO4 + 2H2SO4; 3) FeSO4 + 2NaOH → Fe(OH)2↓ + Na2SO4; 4) 2Fe(OH)2 + H2O2 → 2Fe(OH)3
1) Сульфид меди(I) горит в избытке кислорода — оба элемента окисляются полностью (Cu до +2, S до +4): Cu2S + 2O2 → 2CuO + SO2. Образовавшийся газ — SO2. 2) SO2 поглощается раствором сульфата железа(III): SO2 — восстановитель (S+4→S+6), Fe3+ — окислитель (восстанавливается до Fe2+): Fe2(SO4)3 + SO2 + 2H2O → 2FeSO4 + 2H2SO4. Полученное соединение железа — FeSO4 (сульфат железа(II)). 3) FeSO4 выделяют и добавляют к раствору NaOH — образуется осадок гидроксида железа(II) (бледно-зелёный): FeSO4 + 2NaOH → Fe(OH)2↓ + Na2SO4. 4) Осадок Fe(OH)2 обрабатывают пероксидом водорода — Fe2+ окисляется до Fe3+, наблюдается изменение цвета осадка с бледно-зелёного на бурый (Fe(OH)3): 2Fe(OH)2 + H2O2 → 2Fe(OH)3.
Вариант 12A5A0
Развёрнутый ответ
Правильный ответ: 1) 3Mg + 2P → Mg3P2; 2) Mg3P2 + 6H2O → 3Mg(OH)2 + 2PH3↑; 3) PH3 + 8KMnO4 + 11KOH → K3PO4 + 8K2MnO4 + 7H2O; 4) 2K2MnO4 + Cl2 → 2KMnO4 + 2KCl
1) Фосфор при нагревании реагирует с магнием с образованием фосфида магния: 3Mg + 2P → Mg3P2. 2) Фосфид магния при взаимодействии с водой гидролизуется с выделением фосфина (газ): Mg3P2 + 6H2O → 3Mg(OH)2 + 2PH3↑. 3) Выделившийся PH3 полностью поглощается раствором, содержащим KMnO4 и избыток KOH (сильнощелочная среда). В сильнощелочной среде перманганат восстанавливается только до манганата K2MnO4 (зелёного цвета), а не до MnO2 или Mn2+. Фосфор в PH3 (степень окисления −3) окисляется до максимальной +5 (в составе фосфата), теряя 8 электронов; марганец (+7→+6) принимает по 1 электрону, поэтому на 1 моль PH3 нужно 8 моль KMnO4. Баланс электронов и атомов даёт уравнение: PH3 + 8KMnO4 + 11KOH → K3PO4 + 8K2MnO4 + 7H2O. Раствор приобретает зелёный цвет за счёт манганат-иона. 4) Через зелёный раствор манганата пропускают хлор — Cl2 является более сильным окислителем и окисляет манганат обратно до перманганата (Mn+6→Mn+7), сам восстанавливаясь до хлорид-иона: 2K2MnO4 + Cl2 → 2KMnO4 + 2KCl. Наблюдается изменение окраски раствора с зелёной на фиолетово-малиновую (перманганат).
Вариант 132949
Развёрнутый ответ
Правильный ответ: 1) 8KI + 9H2SO4(конц.) = 8KHSO4 + 4I2 + H2S↑ + 4H2O
2) 2H2S + O2(недостаток) = 2S↓ + 2H2O
3) S + 6HNO3(конц., t°) = H2SO4 + 6NO2↑ + 2H2O
4) 2NO2 + 2KOH(изб.) = KNO3 + KNO2 + H2O
Разбираем цепочку превращений по шагам.
1) Концентрированная H2SO4 с иодидом калия KI: иодид-ион — сильный восстановитель, конц. серная кислота восстанавливается им максимально глубоко — до сероводорода H2S (в отличие от менее сильных восстановителей Br-, Cl-, которые дают SO2). Уравнение: 8KI + 9H2SO4(конц.) = 8KHSO4 + 4I2 + H2S↑ + 4H2O. Проверка баланса: K 8=8; I 8=8; S 9=8+1; H 18=8+2+8; O 36=32+4. Выделяющийся газ — H2S.
2) Сжигание H2S в недостатке кислорода: при недостатке O2 сера окисляется только до свободной серы (не до SO2, для чего нужен избыток кислорода): 2H2S + O2 = 2S↓ + 2H2O. Образуется твёрдое вещество — сера S.
3) Сера при нагревании с концентрированной азотной кислотой окисляется до серной кислоты, азот восстанавливается до NO2: S + 6HNO3(конц.) →(t°) H2SO4 + 6NO2↑ + 2H2O. Проверка баланса: S 1=1; H 6=2+4; N 6=6; O 18=4+12+2. Выделяющийся газ — NO2.
4) NO2 поглощается избытком раствора KOH — диспропорционирование азота (+4) на нитрат (+5) и нитрит (+3): 2NO2 + 2KOH = KNO3 + KNO2 + H2O.
Вариант 149FAC
Развёрнутый ответ
Правильный ответ: 1) NaOH + CO2 → NaHCO3; 2) 2NaHCO3 →(t°) Na2CO3 + H2O + CO2↑; 3) 2FeBr3 + 3Na2CO3 + 3H2O → 2Fe(OH)3↓ + 3CO2↑ + 6NaBr; 4) 2Fe(OH)3 + 6HI → 2FeI2 + I2 + 6H2O
1) Через раствор NaOH пропустили избыток CO2 — в этом случае образуется кислая соль: NaOH + CO2 → NaHCO3. 2) Выделенный, высушенный NaHCO3 прокалили — гидрокарбонат разлагается на карбонат, воду и углекислый газ: 2NaHCO3 →(t°) Na2CO3 + H2O + CO2↑. 3) Полученную после прокаливания соль (Na2CO3) растворили в воде и прилили раствор FeBr3 — происходит необратимый совместный гидролиз (соль слабого основания и соль слабой кислоты усиливают гидролиз друг друга): 2FeBr3 + 3Na2CO3 + 3H2O → 2Fe(OH)3↓ + 3CO2↑ + 6NaBr. 4) Выделившийся осадок Fe(OH)3 поместили в раствор иодоводородной кислоты — так как Fe3+ является более сильным окислителем, чем допускает существование иодида железа(III) (Fe3+ окисляет I- до I2), идёт окислительно-восстановительная реакция: 2Fe(OH)3 + 6HI → 2FeI2 + I2 + 6H2O (вместо простого обменного FeI3, который неустойчив и не образуется).
Вариант 14BB59
Развёрнутый ответ
Правильный ответ: 1) 2Cu(NO3)2 = (t°) 2CuO + 4NO2↑ + O2↑
2) 4NO2 + O2 + 2H2O = 4HNO3
3) FeO + 4HNO3(конц.) = Fe(NO3)3 + NO2↑ + 2H2O
4) 2Fe(NO3)3 + 3K2CO3 + 3H2O = 2Fe(OH)3↓ + 6KNO3 + 3CO2↑
1) Прокаливание нитрата меди(II) — разложение с выделением бурого газа NO2 и кислорода O2, остаётся CuO: 2Cu(NO3)2 = 2CuO + 4NO2↑ + O2↑.
2) Смесь газов NO2 и O2 пропускают через воду — образуется азотная кислота (реакция окисления NO2 кислородом в присутствии воды): 4NO2 + O2 + 2H2O = 4HNO3.
3) В горячий концентрированный раствор HNO3 помещают оксид железа(II) FeO. Концентрированная горячая азотная кислота окисляет Fe2+ до Fe3+, сама восстанавливаясь до NO2 (типичный продукт восстановления концентрированной HNO3): FeO + 4HNO3(конц.) = Fe(NO3)3 + NO2↑ + 2H2O.
4) Образовавшуюся соль Fe(NO3)3 помещают в раствор K2CO3 — происходит необратимый совместный гидролиз (соль слабого основания Fe(OH)3 и соль слабой кислоты H2CO3 усиливают гидролиз друг друга до конца): 2Fe(NO3)3 + 3K2CO3 + 3H2O = 2Fe(OH)3↓ + 6KNO3 + 3CO2↑.
Вариант 166FCF
Развёрнутый ответ
Правильный ответ: 1) FeSO4+2NaOH=Fe(OH)2↓+Na2SO4; 2) 2Fe(OH)2+H2O2=2Fe(OH)3; 3) 2Fe(OH)3+6HI=2FeI2+I2+6H2O; 4) 3I2+6KOH(гор.)=5KI+KIO3+3H2O
1) FeSO4 + NaOH: образуется белый (быстро зеленеющий на воздухе) осадок гидроксида железа(II): FeSO4 + 2NaOH = Fe(OH)2↓ + Na2SO4.
2) Обработка H2O2: пероксид водорода окисляет Fe(OH)2 до Fe(OH)3, при этом наблюдается изменение цвета осадка (белый/зеленоватый → бурый): 2Fe(OH)2 + H2O2 = 2Fe(OH)3. Электронный баланс: Fe²⁺−1ē→Fe³⁺ (×2), O⁻¹+1ē→O⁻² (×2 в составе H2O2→2OH⁻).
3) Бурое вещество Fe(OH)3 + иодоводородная кислота HI: Fe³⁺ — окислитель, I⁻ — восстановитель, образуется простое вещество I2: 2Fe(OH)3 + 6HI = 2FeI2 + I2 + 6H2O. Электронный баланс: Fe³⁺+1ē→Fe²⁺ (×2), 2I⁻−2ē→I2 (×1).
4) Простое вещество I2 в горячем растворе KOH диспропорционирует: 3I2 + 6KOH(гор.) = 5KI + KIO3 + 3H2O. Электронный баланс: I2+2ē→2I⁻ (восстановление, ×2 на 5KI фактически даёт 5 I⁻ из 2.5 I2... итоговый баланс: I⁰→I⁻ (получает 1ē, ×5) и I⁰→I⁺⁵ (отдаёт 5ē, ×1), суммарно 6 атомов I = 3I2, что соответствует коэффициенту 3 перед I2).
Вариант 19A7AE
Развёрнутый ответ
Правильный ответ: 1) 2HCl + Na2CO3 = 2NaCl + H2O + CO2↑
2) 2NaCl + 2H2O --(электролиз)--> 2NaOH + H2↑ + Cl2↑
3) CuO + H2 = (t°) Cu + H2O
4) Cu + 2FeCl3 = CuCl2 + 2FeCl2
1) Нейтрализация соляной кислоты карбонатом натрия (кислота реагирует полностью, так как HCl — сильная кислота, вытесняет угольную из соли): 2HCl + Na2CO3 = 2NaCl + H2O + CO2↑. В растворе остаётся NaCl.
2) Электролиз водного раствора NaCl: на катоде восстанавливается вода с выделением водорода, на аноде окисляется хлорид-ион с выделением хлора: 2NaCl + 2H2O = 2NaOH + H2↑ + Cl2↑. Газ, выделившийся на катоде — водород H2.
3) Водород пропускают при нагревании над оксидом меди(II) — типичная реакция восстановления металла из оксида водородом: CuO + H2 = Cu + H2O. Образуется твёрдая медь.
4) Медь добавляют к горячему раствору хлорида железа(III) — медь восстанавливает Fe3+ до Fe2+, сама растворяясь в виде CuCl2 (наблюдается растворение твёрдой меди): Cu + 2FeCl3 = CuCl2 + 2FeCl2.
Вариант 1B4B38
Развёрнутый ответ
Правильный ответ: 1) 2Na2O2 + 2CO2 → 2Na2CO3 + O2↑; 2) 3Fe + 2O2 →(t) Fe3O4; 3) Fe3O4 + 10HNO3(конц.) → 3Fe(NO3)3 + NO2↑ + 5H2O; 4) 2Fe(NO3)3 + 3K2CO3 + 3H2O → 2Fe(OH)3↓ + 6KNO3 + 3CO2↑
Разбираем цепочку превращений по описанию.
1) «Газ, полученный при взаимодействии пероксида натрия с оксидом углерода(IV)» — это классическая реакция регенерации кислорода (применяется в системах жизнеобеспечения подводных лодок/космических аппаратов):
2Na2O2 + 2CO2 → 2Na2CO3 + O2↑
Газ = O2.
2) «...прореагировал с раскалённым железом с образованием железной окалины» — железная окалина это смешанный оксид Fe3O4 (FeO·Fe2O3):
3Fe + 2O2 →(t) Fe3O4
3) «Полученное вещество растворили в концентрированной азотной кислоте, при этом наблюдали выделение бурого газа» — бурый газ это NO2, конц. HNO3 окисляет всё железо (и Fe2+, и Fe3+) до Fe3+:
Fe3O4 + 10HNO3(конц.) → 3Fe(NO3)3 + NO2↑ + 5H2O
4) «Образовавшуюся соль выделили и добавили к раствору карбоната калия, наблюдали образование бурого осадка и выделение газа» — это необратимый совместный гидролиз соли слабого основания (Fe(NO3)3) с солью слабой кислоты (K2CO3): бурый осадок — Fe(OH)3, газ — CO2:
2Fe(NO3)3 + 3K2CO3 + 3H2O → 2Fe(OH)3↓ + 6KNO3 + 3CO2↑
Вариант 1BCC4F
Развёрнутый ответ
Правильный ответ: 1) 4AgNO3 + 2H2O →(электролиз) 4Ag + O2↑ + 4HNO3; 2) 3Fe + 2O2 →(t) Fe3O4; 3) Fe3O4 + 8HI → 3FeI2 + I2↓ + 4H2O; 4) 3I2 + 6NaOH →(t) 5NaI + NaIO3 + 3H2O
1) «Электролиз раствора нитрата серебра» — на катоде восстанавливается Ag+ (малоактивный металл), на аноде окисляется вода (NO3- не окисляется, выделяется O2):
4AgNO3 + 2H2O →(электролиз) 4Ag + O2↑ + 4HNO3
Газ, выделившийся на аноде = O2.
2) «Выделившийся на аноде газ при нагревании прореагировал с железом» — кислород при нагревании с железом даёт железную окалину (чёрное твёрдое вещество Fe3O4):
3Fe + 2O2 →(t) Fe3O4
3) «Образовавшееся твёрдое вещество чёрного цвета поместили в раствор иодоводородной кислоты» — Fe3O4 содержит Fe2+ и Fe3+; иодид-ион — сильный восстановитель, восстанавливает Fe3+ до Fe2+, окисляясь при этом до I2:
Fe3O4 + 8HI → 3FeI2 + I2↓ + 4H2O
Полученное простое вещество = I2 (иод).
4) «Полученное простое вещество при нагревании прореагировало с раствором гидроксида натрия» — иод при нагревании со щёлочью диспропорционирует до иодида и иодата (аналогично хлору и брому при нагревании, в отличие от холодного раствора, где образуется гипоиодит):
3I2 + 6NaOH →(t) 5NaI + NaIO3 + 3H2O
Вариант 1DFE31
Развёрнутый ответ
Правильный ответ: 1) SiO2+4Mg=2MgO+Mg2Si; 2) Mg2Si+4H2O=2Mg(OH)2+SiH4↑; 3) SiH4+8KMnO4+10KOH=K2SiO3+8K2MnO4+7H2O; 4) K2SiO3+2HBr=H2SiO3↓+2KBr
1) SiO2 + избыток Mg при нагревании: сначала магний восстанавливает кремний (SiO2+2Mg=Si+2MgO), а избыток Mg реагирует с образовавшимся кремнием, давая силицид магния (Si+2Mg=Mg2Si). Суммарно: SiO2 + 4Mg = 2MgO + Mg2Si.
2) Одно из соединений магния (силицид Mg2Si, а не MgO, так как именно его гидролиз даёт газ) в воде гидролизуется с выделением силана: Mg2Si + 4H2O = 2Mg(OH)2 + SiH4↑ (классический лабораторный способ получения моносилана).
3) Силан SiH4 поглощается раствором KMnO4 + KOH: происходит ОВР, кремний окисляется от −4 до +4 (до силиката), перманганат в сильнощелочной среде восстанавливается только до манганата K2MnO4 (зелёный раствор, а не до MnO2): SiH4 + 8KMnO4 + 10KOH = K2SiO3 + 8K2MnO4 + 7H2O. Электронный баланс: Si⁻⁴−8ē→Si⁺⁴ (×1), Mn⁺⁷+1ē→Mn⁺⁶ (×8).
4) Из зелёного раствора выделили кремниевое соединение — силикат калия K2SiO3, который поместили в раствор HBr: сильная кислота вытесняет слабую нерастворимую кремниевую кислоту: K2SiO3 + 2HBr = H2SiO3↓ + 2KBr.
Вариант 1F0EC4
Развёрнутый ответ
Правильный ответ: 1) 2NH4Cl + Ca(OH)2 →(t) CaCl2 + 2NH3↑ + 2H2O; 2) FeCl3 + 3NH3 + 3H2O → Fe(OH)3↓ + 3NH4Cl; 3) 2Fe(OH)3 + 3H2SO4 → Fe2(SO4)3 + 6H2O; 4) Fe2(SO4)3 + SO2 + 2H2O → 2FeSO4 + 2H2SO4
1) При нагревании смеси твёрдых NH4Cl и Ca(OH)2 (сильное основание вытесняет слабое летучее основание из соли аммония) выделяется газообразный аммиак: 2NH4Cl + Ca(OH)2 →(t°) CaCl2 + 2NH3↑ + 2H2O. 2) Аммиак поглощают водным раствором FeCl3 — водный раствор аммиака является слабым основанием и осаждает гидроксид железа(III), характерный бурый (красновато-коричневый) осадок: FeCl3 + 3NH3 + 3H2O → Fe(OH)3↓ + 3NH4Cl. 3) Осадок Fe(OH)3 растворяют в разбавленной серной кислоте (кислотно-основная реакция, амфотерный/основный гидроксид реагирует с кислотой): 2Fe(OH)3 + 3H2SO4 → Fe2(SO4)3 + 6H2O. 4) Через полученный раствор соли Fe2(SO4)3 пропускают сернистый газ SO2 — SO2 является восстановителем и восстанавливает Fe3+ до Fe2+ (проверка электронного баланса: 2Fe3+ + 2e- → 2Fe2+; S+4 - 2e- → S+6): Fe2(SO4)3 + SO2 + 2H2O → 2FeSO4 + 2H2SO4.
Вариант 1FE115
Развёрнутый ответ
Правильный ответ: 1) 2Na + O2 → Na2O2; 2) 2Na2O2 + 2CO2 → 2Na2CO3 + O2↑; 3) 3Fe + 2O2 →(t) Fe3O4; 4) Fe3O4 + 10HNO3(конц.) → 3Fe(NO3)3 + NO2↑ + 5H2O
1) «Натрий сожгли в кислороде» — при горении натрия в избытке кислорода образуется не обычный оксид, а ПЕРОКСИД натрия (это ключевая особенность щелочных металлов, кроме лития):
2Na + O2 → Na2O2
2) «Полученное вещество обработали оксидом углерода(IV)» — пероксид натрия реагирует с CO2, регенерируя кислород (реакция используется в системах жизнеобеспечения):
2Na2O2 + 2CO2 → 2Na2CO3 + O2↑
3) «Газообразный продукт реакции прореагировал при нагревании с железом» — газ = O2, при нагревании с железом образуется железная окалина (чёрный порошок Fe3O4):
3Fe + 2O2 →(t) Fe3O4
4) «Полученный чёрный порошок растворили в концентрированной азотной кислоте, при этом наблюдали выделение бурого газа» — конц. HNO3 окисляет всё железо в Fe3O4 до Fe3+, выделяя бурый NO2:
Fe3O4 + 10HNO3(конц.) → 3Fe(NO3)3 + NO2↑ + 5H2O
Вариант 21C43A
Развёрнутый ответ
Правильный ответ: 1) 2Ca3(PO4)2 + 6SiO2 + 10C →(t) 6CaSiO3 + 10CO↑ + P4; 2) P4 + 10Cl2(изб.) → 4PCl5; 3) PCl5 + 8KOH(изб.) → K3PO4 + 5KCl + 4H2O; 4) 2K3PO4 + 3Ca(OH)2 → Ca3(PO4)2↓ + 6KOH
1) Промышленный способ получения фосфора: прокаливание фосфата кальция с кремнезёмом (вытесняет более летучий оксид фосфора связыванием кальция в силикат) и углём (восстановитель): 2Ca3(PO4)2 + 6SiO2 + 10C →(t°) 6CaSiO3 + 10CO↑ + P4 (образуется белый фосфор в виде молекул P4). 2) Фосфор в избытке хлора полностью окисляется до высшего хлорида: P4 + 10Cl2(изб.) → 4PCl5. 3) PCl5 при действии избытка щёлочи (KOH) полностью гидролизуется и нейтрализуется до среднего фосфата: PCl5 + 8KOH(изб.) → K3PO4 + 5KCl + 4H2O. 4) На полученный раствор K3PO4 подействовали известковой водой Ca(OH)2 — реакция обмена, образуется нерастворимый в воде фосфат кальция: 2K3PO4 + 3Ca(OH)2 → Ca3(PO4)2↓ + 6KOH.
Вариант 2B6367
Развёрнутый ответ
Правильный ответ: 1) 2Ag2O + 2H2O2 = 4Ag + 2H2O + O2↑ (или Ag2O + H2O2 = 2Ag + H2O + O2↑); 2) 2ZnS + 3O2 =(t°) 2ZnO + 2SO2; 3) ZnO + 2NaOH + H2O = Na2[Zn(OH)4]; 4) Na2[Zn(OH)4] =(t°, прокаливание) Na2ZnO2 + 2H2O
Реакция 1: пероксид водорода при взаимодействии с оксидом серебра(I) окисляется (Ag2O выступает окислителем/катализатором разложения H2O2), выделяется газообразный кислород, а оксид серебра восстанавливается до металлического серебра:
Ag2O + H2O2 = 2Ag + H2O + O2↑
(Проверка: Ag 2=2; O слева 1+2=3, справа 1+2=3; H слева2, справа2 — сходится.)
Выделившийся газ — кислород O2.
Реакция 2: кислород при нагревании реагирует с сульфидом цинка (обжиг сульфидной руды):
2ZnS + 3O2 =(t°) 2ZnO + 2SO2
Образовавшееся твёрдое вещество — оксид цинка ZnO.
Реакция 3: оксид цинка (амфотерный) добавили к концентрированному раствору гидроксида натрия — растворяется с образованием комплексной соли:
ZnO + 2NaOH + H2O = Na2[Zn(OH)4]
Полученная соль — тетрагидроксоцинкат натрия Na2[Zn(OH)4].
Реакция 4: полученную соль выделили и прокалили (сильно нагрели) — комплексный гидроксид теряет воду, образуя безводный цинкат натрия:
Na2[Zn(OH)4] =(t°) Na2ZnO2 + 2H2O
(Проверка: Na2, Zn1, O4, H4 слева; справа Na2ZnO2 (Na2Zn1O2) + 2H2O (H4O2) = Na2Zn1O4H4 — сходится.)
Вариант 33541C
Развёрнутый ответ
Правильный ответ: 1) 3CuSO4 + 2Al → Al2(SO4)3 + 3Cu; 2) Al2(SO4)3 + 3Na2CO3 + 3H2O → 2Al(OH)3↓ + 3CO2↑ + 3Na2SO4; 3) Al(OH)3 + NaOH → Na[Al(OH)4]; 4) 2Na[Al(OH)4] + 4H2SO4(изб.) → Al2(SO4)3 + Na2SO4 + 8H2O
1) Алюминий более активен, чем медь, и вытесняет её из раствора соли: 3CuSO4 + 2Al → Al2(SO4)3 + 3Cu. 2) Полученную соль Al2(SO4)3 растворили и добавили к раствору Na2CO3 — соли Al3+ (слабое основание) и CO3^2- (слабая кислота) взаимно усиливают гидролиз друг друга до конца: Al2(SO4)3 + 3Na2CO3 + 3H2O → 2Al(OH)3↓ + 3CO2↑ + 3Na2SO4. 3) Образовавшийся амфотерный осадок Al(OH)3 растворяется в щёлочи с образованием гидроксокомплекса: Al(OH)3 + NaOH → Na[Al(OH)4]. 4) Избыток серной кислоты разрушает гидроксокомплекс и полностью нейтрализует раствор: 2Na[Al(OH)4] + 4H2SO4(изб.) → Al2(SO4)3 + Na2SO4 + 8H2O.
Вариант 3441F7
Развёрнутый ответ
Правильный ответ: 1) KHSO3 + HBr = KBr + H2O + SO2↑; 2) SO2 + 2H2S = 3S↓ + 2H2O; 3) S + 6HNO3(конц.) = H2SO4 + 6NO2↑ + 2H2O; 4) 2NO2 + 2NaOH = NaNO3 + NaNO2 + H2O
1) Гидросульфит калия обработали бромоводородной кислотой: более сильная кислота HBr вытесняет слабую сернистую кислоту из её кислой соли, выделяется газ SO2:
KHSO3 + HBr = KBr + H2O + SO2↑
2) Выделившийся SO2 смешали с сероводородом H2S — комproporционирование серы (окислительно-восстановительная реакция между S+4 и S-2), образуется твёрдый продукт — сера:
SO2 + 2H2S = 3S↓ + 2H2O
3) Полученную серу растворили в горячей концентрированной азотной кислоте, наблюдали бурый газ (NO2) — концентрированная HNO3 окисляет серу до серной кислоты:
S + 6HNO3(конц., гор.) = H2SO4 + 6NO2↑ + 2H2O
4) Бурый газ NO2 при охлаждении пропустили через раствор NaOH — оксид азота(IV) диспропорционирует в щёлочи на холоду:
2NO2 + 2NaOH = NaNO3 + NaNO2 + H2O
Все четыре уравнения приведены выше.
Вариант 36BD98
Развёрнутый ответ
Правильный ответ: 1) 2CuSO4 + 2H2O -эл.ток-> 2Cu + O2 + 2H2SO4; 2) Cu + CuO -t-> Cu2O; 3) Cu2O + 6HNO3(конц.) = 2Cu(NO3)2 + 2NO2 + 3H2O; 4) Cu(NO3)2 + Na2S = CuS + 2NaNO3
1) Электролиз водного раствора CuSO4 на инертных электродах: медь (малоактивный металл) восстанавливается на катоде: 2CuSO4 + 2H2O --эл.ток--> 2Cu↓ + O2↑ + 2H2SO4. Выделившийся на катоде металл — медь.
2) Медь нагрели с оксидом меди(II), образовалось вещество красного цвета — реакция комproporционирования (Cu0 и Cu+2 переходят в промежуточную степень окисления Cu+1) с образованием оксида меди(I) (характерный кирпично-красный цвет):
Cu + CuO →(t°) Cu2O
3) Cu2O обработали необходимым количеством концентрированной азотной кислоты при нагревании, наблюдали бурый газ (NO2) — медь(I) окисляется до меди(II), кислота восстанавливается до NO2:
Cu2O + 6HNO3(конц., гор.) = 2Cu(NO3)2 + 2NO2↑ + 3H2O
4) При добавлении сульфида натрия к раствору Cu(NO3)2 образуется чёрный осадок CuS:
Cu(NO3)2 + Na2S = CuS↓ + 2NaNO3
Все четыре уравнения приведены выше.
Вариант 37B7D8
Развёрнутый ответ
Правильный ответ: 1) CuO + H2 →(t°) Cu + H2O; 2) Cu + 2H2SO4(конц.) →(t°) CuSO4 + SO2↑ + 2H2O; 3) 2CuSO4 + 4KI → 2CuI↓ + I2 + 2K2SO4; 4) SO2 + Cl2 + 4NaOH → Na2SO4 + 2NaCl + 2H2O
1) Оксид меди(II) восстанавливается водородом при нагревании до металлической меди: CuO + H2 →(t°) Cu + H2O. Простое вещество — медь. 2) Медь помещена в концентрированную серную кислоту — растворяется с выделением газа (SO2), так как концентрированная H2SO4 — окислитель за счёт серы (+6): Cu + 2H2SO4(конц.) →(t°) CuSO4 + SO2↑ + 2H2O. 3) К полученному раствору CuSO4 добавили раствор KI — классическая окислительно-восстановительная реакция: Cu2+ окисляет I- до I2, сам восстанавливаясь до CuI (осадок): 2CuSO4 + 4KI → 2CuI↓ + I2 + 2K2SO4. 4) Выделившийся ранее газ (SO2) смешали с хлором, и смесь газов поглотили раствором NaOH. Хлор окисляет SO2 (S+4→S+6, Cl2(0)→2Cl-), и в присутствии щёлочи образующиеся кислоты сразу нейтрализуются: SO2 + Cl2 + 4NaOH → Na2SO4 + 2NaCl + 2H2O.
Вариант 3F0516
Развёрнутый ответ
Правильный ответ: 1) AgNO3 + NaCl = AgCl↓ + NaNO3; 2) 2NaNO3 =(t°) 2NaNO2 + O2↑; 3) 3NaNO2 + 2KMnO4 + H2O = 3NaNO3 + 2MnO2↓ + 2KOH; 4) MnO2 + 4HCl(конц.) = MnCl2 + Cl2↑ + 2H2O
Реакция 1: смешивание растворов нитрата серебра и хлорида натрия — реакция ионного обмена с образованием нерастворимого осадка хлорида серебра:
AgNO3 + NaCl = AgCl↓ + NaNO3
Осадок AgCl отделили; в оставшемся растворе — нитрат натрия.
Реакция 2: соль (NaNO3) выделили, высушили и прокалили — термическое разложение нитрата активного (щелочного) металла с образованием нитрита и выделением кислорода:
2NaNO3 =(t°) 2NaNO2 + O2↑
Реакция 3: полученное после прокаливания вещество (NaNO2) растворили в воде и добавили раствор перманганата калия. В нейтральной среде (без добавления кислоты) перманганат восстанавливается только до нерастворимого оксида марганца(IV) MnO2 (бурый осадок), а не до Mn2+:
3NaNO2 + 2KMnO4 + H2O = 3NaNO3 + 2MnO2↓ + 2KOH
Электронный баланс: N+3 − 2e− → N+5 (×3); Mn+7 + 3e− → Mn+4 (×2).
Образовавшийся осадок — MnO2, что соответствует дальнейшему описанию задачи.
Реакция 4: образовавшийся осадок MnO2 растворили в концентрированной соляной кислоте — классическая лабораторная реакция получения хлора:
MnO2 + 4HCl(конц.) = MnCl2 + Cl2↑ + 2H2O
Вариант 424142
Развёрнутый ответ
Правильный ответ: 1) 2FeBr3 + 3Na2CO3 + 3H2O = 2Fe(OH)3↓ + 6NaBr + 3CO2↑
2) 2Fe(OH)3 = (t°) Fe2O3 + 3H2O
3) Fe2O3 + 2KOH = (сплавление, t°) 2KFeO2 + H2O
4) KFeO2 + 4HCl(изб.) = KCl + FeCl3 + 2H2O
1) К раствору бромида железа(III) добавляют раствор карбоната натрия — происходит необратимый совместный (взаимно усиленный) гидролиз соли слабого основания (Fe3+) и соли слабой кислоты (CO3^2-), в результате образуется бурый осадок гидроксида железа(III) и выделяется углекислый газ: 2FeBr3 + 3Na2CO3 + 3H2O = 2Fe(OH)3↓ + 6NaBr + 3CO2↑.
2) Бурый осадок Fe(OH)3 отфильтровывают, промывают и прокаливают — нерастворимые гидроксиды при прокаливании разлагаются на оксид и воду: 2Fe(OH)3 = Fe2O3 + 3H2O.
3) Полученный порошок Fe2O3 сплавляют с гидроксидом калия — амфотерный (при высокой температуре также склонный реагировать со щелочами) оксид железа(III) при сплавлении образует феррит калия: Fe2O3 + 2KOH = 2KFeO2 + H2O.
4) Полученный феррит калия KFeO2 обрабатывают избытком соляной кислоты — образуется раствор хлорида железа(III), имеющий характерную жёлто-коричневую окраску (окрашенный раствор из условия): KFeO2 + 4HCl = KCl + FeCl3 + 2H2O.
Вариант 42E7DA
Развёрнутый ответ
Правильный ответ: 1) 2Na + O2 = Na2O2
2) 5Na2O2 + 2KMnO4 + 8H2SO4 = 5Na2SO4 + 2MnSO4 + K2SO4 + 5O2↑ + 8H2O
3) 4FeS2 + 11O2 = (t°) 2Fe2O3 + 8SO2
4) Fe2O3 + 6HI = 2FeI2 + I2 + 3H2O
1) Натрий горит в ИЗБЫТКЕ кислорода — при этом образуется не оксид Na2O, а пероксид натрия: 2Na + O2 = Na2O2.
2) Пероксид натрия помещают в раствор KMnO4 + H2SO4 (кислая среда) — пероксидный кислород (степень окисления −1) окисляется до молекулярного O2 (степень окисления 0, отдавая по 1 электрону с атома), перманганат восстанавливается до Mn2+ (получая 5 электронов на атом). Баланс электронов: 5 моль Na2O2 (10e- отдано) на 2 моль KMnO4 (10e- получено): 5Na2O2 + 2KMnO4 + 8H2SO4 = 5Na2SO4 + 2MnSO4 + K2SO4 + 5O2↑ + 8H2O. "Полученное простое вещество" — это выделившийся кислород O2.
3) Кислород при нагревании реагирует с пиритом FeS2 (обжиг пирита, классическая реакция производства серной кислоты): 4FeS2 + 11O2 = 2Fe2O3 + 8SO2. Образовавшееся твёрдое вещество — оксид железа(III) Fe2O3.
4) Оксид железа(III) растворяют в иодоводородной кислоте. Иодоводородная кислота — сильный восстановитель, восстанавливает Fe3+ до Fe2+, окисляясь при этом до I2: Fe2O3 + 6HI = 2FeI2 + I2 + 3H2O.
Вариант 493F3F
Развёрнутый ответ
Правильный ответ: 1) NaHCO3 + NaOH → Na2CO3 + H2O; 2) 2CrBr3 + 3Na2CO3 + 3H2O → 2Cr(OH)3↓ + 6NaBr + 3CO2↑; 3) 2Cr(OH)3 + 3H2O2 + 4KOH →(t) 2K2CrO4 + 8H2O; 4) 2K2CrO4 + H2SO4 → K2Cr2O7 + K2SO4 + H2O
1) «Гидрокарбонат натрия смешали с раствором гидроксида натрия» — избыток щёлочи переводит кислую соль в среднюю:
NaHCO3 + NaOH → Na2CO3 + H2O
2) «К полученному раствору добавили раствор бромида хрома(III), в результате чего выпал осадок и образовался газ» — это необратимый совместный гидролиз соли слабого (амфотерного) основания Cr(OH)3 и соли слабой угольной кислоты Na2CO3: осадок — Cr(OH)3, газ — CO2:
2CrBr3 + 3Na2CO3 + 3H2O → 2Cr(OH)3↓ + 6NaBr + 3CO2↑
3) «Осадок отделили, поместили в раствор, содержащий пероксид водорода и гидроксид калия, и нагрели» — амфотерный Cr(OH)3 растворяется в щёлочи, а пероксид водорода в щелочной среде окисляет хром(III) до хрома(VI) — образуется хромат:
2Cr(OH)3 + 3H2O2 + 4KOH →(t) 2K2CrO4 + 8H2O
4) «Полученную соль поместили в раствор серной кислоты и наблюдали изменение окраски» — в кислой среде жёлтый хромат-ион переходит в оранжевый дихромат-ион:
2K2CrO4 + H2SO4 → K2Cr2O7 + K2SO4 + H2O
Вариант 4E70A8
Развёрнутый ответ
Правильный ответ: 1) 2Cu(NO3)2 + 2H2O --электролиз--> 2Cu + O2↑ + 4HNO3; 2) 2Na + O2 → Na2O2; 3) Na2O2 + 2H2O(холодная) → 2NaOH + H2O2; 4) Cr2(SO4)3 + 3H2O2 + 10NaOH →(t°) 2Na2CrO4 + 3Na2SO4 + 8H2O
1) Электролиз водного раствора нитрата меди(II): на катоде восстанавливается медь (Cu2+ +2e- → Cu), на аноде окисляется вода (NO3- не окисляется, кислородсодержащий анион): 2Cu(NO3)2 + 2H2O --электролиз--> 2Cu + O2↑ + 4HNO3. Выделившийся газ — кислород (O2). 2) Кислород прореагировал с натрием. При горении натрия в кислороде (в отличие от лития) образуется преимущественно пероксид натрия: 2Na + O2 → Na2O2. 3) Полученный пероксид натрия растворили в ХОЛОДНОЙ воде — при этой температуре реакция не идёт до конца с выделением O2 (это происходит при нагревании/разложении), а протекает гидролиз пероксида с образованием пероксида водорода: Na2O2 + 2H2O(холодная) → 2NaOH + H2O2. 4) К полученному раствору (содержащему NaOH и H2O2) добавили раствор сульфата хрома(III) и нагрели — избыток щёлочи и присутствие пероксида водорода как окислителя переводят Cr3+ в жёлтый хромат-ион CrO4^2- (характерная качественная реакция, изменение окраски с зелёной/сине-фиолетовой на жёлтую): Cr2(SO4)3 + 3H2O2 + 10NaOH →(t°) 2Na2CrO4 + 3Na2SO4 + 8H2O.
Вариант 4eBF85
Развёрнутый ответ
Правильный ответ: 1) 2CuBr + 8HNO3(конц.) → 2Cu(NO3)2 + Br2 + 4NO2↑ + 4H2O; 2) 2Cu(NO3)2 →(t) 2CuO + 4NO2↑ + O2↑; 3) 3Br2 + 6KOH →(t) 5KBr + KBrO3 + 3H2O; 4) 4NO2 + O2 + 4KOH → 4KNO3 + 2H2O
1) «Бромид меди(I) поместили в концентрированный раствор азотной кислоты, при этом образовался бурый газ, соль и окрашенное простое вещество» — это ОВР, где одновременно окисляются и Cu+ (до Cu2+), и Br- (до Br2), а азот кислоты восстанавливается до NO2 (бурый газ):
Cu+ - 1e- → Cu2+ (окисление, ×2)
2Br- - 2e- → Br2 (окисление, ×1)
N+5 + 1e- → N+4 (восстановление, ×4)
2CuBr + 8HNO3(конц.) → 2Cu(NO3)2 + Br2 + 4NO2↑ + 4H2O
Соль — Cu(NO3)2; окрашенное простое вещество — Br2 (бурый/тёмно-красный).
2) «Получившуюся соль выделили, высушили и прокалили» — термическое разложение нитрата меди(II):
2Cu(NO3)2 →(t) 2CuO + 4NO2↑ + O2↑
3) «Образовавшееся в первой реакции простое вещество нагрели с раствором гидроксида калия» — простое вещество из реакции 1 = Br2; при нагревании со щёлочью бром диспропорционирует до бромида и бромата (аналогично хлору и иоду при нагревании):
3Br2 + 6KOH →(t) 5KBr + KBrO3 + 3H2O
4) «Выделившийся в первой реакции бурый газ смешали с кислородом и пропустили через раствор гидроксида калия» — бурый газ = NO2; смесь NO2 с O2, пропущенная через раствор щёлочи, полностью связывается в нитрат (кислород обеспечивает превращение всего азота в высшую степень окисления +5, минуя диспропорционирование):
4NO2 + O2 + 4KOH → 4KNO3 + 2H2O
Вариант 4FD0AE
Развёрнутый ответ
Правильный ответ: 1) Al2S3+6H2O=2Al(OH)3↓+3H2S↑; 2) 2H2S+3O2=2SO2+2H2O; 3) SO2+2LiOH(изб.)=Li2SO3+H2O; 4) 3Li2SO3+K2Cr2O7+4H2SO4=3Li2SO4+Cr2(SO4)3+K2SO4+4H2O
1) Сульфид алюминия полностью гидролизуется водой (не может существовать в водном растворе): Al2S3 + 6H2O = 2Al(OH)3↓ + 3H2S↑. Выделившийся газ — H2S.
2) Сжигание H2S в избытке кислорода (полное окисление серы до SO2, так как кислород в избытке): 2H2S + 3O2 = 2SO2 + 2H2O.
3) SO2 поглощается избытком раствора LiOH — при избытке щёлочи образуется средняя соль: SO2 + 2LiOH(изб.) = Li2SO3 + H2O.
4) Сульфит лития обрабатывают подкисленным дихроматом калия (сильный окислитель в кислой среде): сера окисляется от +4 до +6, хром восстанавливается от +6 до +3: 3Li2SO3 + K2Cr2O7 + 4H2SO4 = 3Li2SO4 + Cr2(SO4)3 + K2SO4 + 4H2O. Электронный баланс: S⁺⁴−2ē→S⁺⁶ (×3), 2Cr⁺⁶+6ē→2Cr⁺³ (×1).
Вариант 507359
Развёрнутый ответ
Правильный ответ: 1) ZnSO4 + 4KOH(изб.) = K2[Zn(OH)4] + K2SO4; 2) K2[Zn(OH)4] + H2S = ZnS↓ + 2KOH + 2H2O; 3) ZnS + 8HNO3(конц.) = ZnSO4 + 8NO2↑ + 4H2O; 4) 4NO2 + 2Ba(OH)2 = Ba(NO3)2 + Ba(NO2)2 + 2H2O
1) Сульфат цинка в избытке раствора гидроксида калия: гидроксид цинка амфотерен и растворяется в избытке щёлочи с образованием гидроксокомплекса:
ZnSO4 + 4KOH(изб.) = K2[Zn(OH)4] + K2SO4
2) Через полученный раствор пропустили H2S, наблюдали белый осадок — сероводород разрушает гидроксокомплекс, осаждая сульфид цинка (белый):
K2[Zn(OH)4] + H2S = ZnS↓ + 2KOH + 2H2O
3) Белый осадок ZnS поместили в концентрированную азотную кислоту, наблюдали бурый газ (NO2) — сульфид окисляется концентрированной HNO3 до сульфата:
ZnS + 8HNO3(конц., гор.) = ZnSO4 + 8NO2↑ + 4H2O
4) Газ NO2 поглотили раствором гидроксида бария — оксид азота(IV) диспропорционирует в щелочной среде:
4NO2 + 2Ba(OH)2 = Ba(NO3)2 + Ba(NO2)2 + 2H2O
Все четыре уравнения приведены выше.
Вариант 510293
Развёрнутый ответ
Правильный ответ: 1) S + 6HNO3(конц.) →(t) H2SO4 + 6NO2↑ + 2H2O; 2) Cu + NO2 →(t) CuO + NO↑; 3) CuO + 2HCl → CuCl2 + H2O; 4) 2CuCl2 + 4HI → 2CuI↓ + I2 + 4HCl
1) «Серу растворили в концентрированной азотной кислоте при нагревании» — сера окисляется до серной кислоты, азот восстанавливается до бурого NO2:
S + 6HNO3(конц.) →(t) H2SO4 + 6NO2↑ + 2H2O
2) «Выделившийся бурый газ пропустили над нагретым порошком меди» — NO2 при высокой температуре окисляет металлическую медь до оксида, сам восстанавливаясь до NO:
Cu(0)-2e-→Cu2+ (окисление); N(+4)+2e-→N(+2) (восстановление) — электронный баланс 1:1.
Cu + NO2 →(t) CuO + NO↑
3) «Полученное твёрдое вещество растворили в соляной кислоте» — твёрдое вещество = CuO, типичная реакция основного оксида с кислотой:
CuO + 2HCl → CuCl2 + H2O
4) «К образовавшемуся раствору добавили иодоводородную кислоту, при этом наблюдали образование осадка и изменение цвета раствора» — медь(II) окисляет иодид-ион до иода, восстанавливаясь до нерастворимого иодида меди(I) (осадок), раствор окрашивается выделившимся иодом:
2CuCl2 + 4HI → 2CuI↓ + I2 + 4HCl
Вариант 57B1Ae
Развёрнутый ответ
Правильный ответ: 1) 2NaNO3 = (t°) 2NaNO2 + O2↑
2) NaNO2 + NH4Cl = (t°) NaCl + N2↑ + 2H2O
3) 2NaNO2 + 2NaI + 2H2SO4 = I2 + 2NO↑ + 2Na2SO4 + 2H2O
4) 3NaNO2 + 2KMnO4 + H2O = 3NaNO3 + 2MnO2↓ + 2KOH
1) Прокаливание нитрата натрия (нитраты активных щелочных металлов при умеренном прокаливании разлагаются до нитритов, а не до оксида): 2NaNO3 = 2NaNO2 + O2↑. Полученная соль — нитрит натрия NaNO2.
2) Первую часть NaNO2 смешивают с хлоридом аммония и нагревают — классическая лабораторная реакция получения азота (окислительно-восстановительная реакция между NH4+ и NO2-, оба переходят в степень окисления 0 в N2): NaNO2 + NH4Cl = NaCl + N2↑ + 2H2O.
3) Вторую часть помещают в подкисленный серной кислотой раствор иодида натрия — наблюдают выделение газа. Нитрит-ион в кислой среде — окислитель по отношению к иодид-иону: NO2- восстанавливается до NO (газ), I- окисляется до I2: 2NaNO2 + 2NaI + 2H2SO4 = I2 + 2NO↑ + 2Na2SO4 + 2H2O.
4) Третью часть помещают в водный раствор перманганата калия — нитрит-ион является восстановителем, окисляется перманганатом (в нейтральной среде MnO4- восстанавливается до MnO2) до нитрата: 3NaNO2 + 2KMnO4 + H2O = 3NaNO3 + 2MnO2↓ + 2KOH.
Вариант 58E29F
Развёрнутый ответ
Правильный ответ: 1) 2Al + 2NaOH + 6H2O → 2Na[Al(OH)4] + 3H2↑; 2) S + 2H2SO4(конц.) →(t) 3SO2↑ + 2H2O; 3) 2Na[Al(OH)4] + SO2 → 2Al(OH)3↓ + Na2SO3 + H2O; 4) 3Na2SO3 + 2KMnO4 + H2O → 3Na2SO4 + 2MnO2↓ + 2KOH
1) «Алюминий прореагировал с раствором гидроксида натрия» — амфотерный металл реагирует со щёлочью в растворе, образуя комплексную соль (тетрагидроксоалюминат) и водород:
2Al + 2NaOH + 6H2O → 2Na[Al(OH)4] + 3H2↑
2) «Газ, полученный при нагревании серы с концентрированной серной кислотой» — сера при нагревании с концентрированной серной кислотой окисляется до SO2 (сама серная кислота тоже восстанавливается до SO2):
S + 2H2SO4(конц.) →(t) 3SO2↑ + 2H2O
3) «Через прозрачный раствор пропустили этот газ (SO2), выпал осадок» — кислотный оксид SO2 вытесняет более слабое амфотерное основание из его комплексной соли:
2Na[Al(OH)4] + SO2 → 2Al(OH)3↓ + Na2SO3 + H2O
4) «Осадок отделили, а к раствору (содержащему Na2SO3) добавили перманганат калия» — в нейтральной/слабощелочной среде перманганат окисляет сульфит до сульфата, восстанавливаясь до бурого MnO2:
3Na2SO3 + 2KMnO4 + H2O → 3Na2SO4 + 2MnO2↓ + 2KOH
Вариант 5A7F88
Развёрнутый ответ
Правильный ответ: 1) 2Na + 2H2O → 2NaOH + H2↑; 2) 2NaOH + SO2 → Na2SO3 + H2O; 3) Na2Cr2O7 + 3Na2SO3 + 4H2SO4 → Cr2(SO4)3 + 4Na2SO4 + 4H2O; 4) Cr2(SO4)3 + 3Na2CO3 + 3H2O → 2Cr(OH)3↓ + 3CO2↑ + 3Na2SO4
1) Натрий реагирует с водой: 2Na + 2H2O → 2NaOH + H2↑. 2) Через полученный раствор NaOH пропустили SO2 ДО ОБРАЗОВАНИЯ СРЕДНЕЙ соли — то есть в достаточном количестве щёлочи для полной нейтрализации: 2NaOH + SO2 → Na2SO3 + H2O. 3) Полученную соль Na2SO3 поместили в раствор с дихроматом натрия и серной кислотой — классическая ОВР: дихромат (Cr+6, окислитель) окисляет сульфит (S+4→S+6, восстановитель) до сульфата, сам восстанавливаясь до Cr3+: Na2Cr2O7 + 3Na2SO3 + 4H2SO4 → Cr2(SO4)3 + 4Na2SO4 + 4H2O. Электронный баланс: Cr+6+3e-→Cr+3 (×2=6e-); S+4−2e-→S+6 (×3=6e-). 4) Образовавшееся соединение хрома Cr2(SO4)3 реагирует с раствором Na2CO3 — необратимый совместный гидролиз (аналогично Al3+/Fe3+ с карбонатами): Cr2(SO4)3 + 3Na2CO3 + 3H2O → 2Cr(OH)3↓ + 3CO2↑ + 3Na2SO4.
Вариант 5B2D66
Развёрнутый ответ
Правильный ответ: 1) 4Cr(NO3)3 →(t) 2Cr2O3 + 12NO2↑ + 3O2↑; 2) Cr2O3 + NaClO3 + 4NaOH →(t) 2Na2CrO4 + NaCl + 2H2O; 3) 2Na2CrO4 + 16HCl(конц.) → 2CrCl3 + 3Cl2↑ + 4NaCl + 8H2O; 4) 2CrCl3 + 3Na2CO3 + 3H2O → 2Cr(OH)3↓ + 6NaCl + 3CO2↑
1) «Нитрат хрома(III) прокалили» — термическое разложение нитрата металла средней активности даёт оксид:
4Cr(NO3)3 →(t) 2Cr2O3 + 12NO2↑ + 3O2↑
2) «Образовавшееся твёрдое вещество нагрели с хлоратом натрия и гидроксидом натрия» — сплавление оксида хрома(III) с окислителем (хлоратом) в щелочной среде — классический способ окисления Cr(III) до хромата Cr(VI):
Cr+3-3e-→Cr+6 (окисление, ×2); Cl+5+6e-→Cl-1 (восстановление, ×1).
Cr2O3 + NaClO3 + 4NaOH →(t) 2Na2CrO4 + NaCl + 2H2O
3) «Одно из полученных веществ прореагировало с концентрированной соляной кислотой» — хромат-ион в кислой среде восстанавливается концентрированной HCl (сильный восстановитель при таких условиях) до хрома(III), сама HCl окисляется до хлора:
Cr+6+3e-→Cr+3 (восстановление, ×2); 2Cl--2e-→Cl2 (окисление, ×3).
2Na2CrO4 + 16HCl(конц.) → 2CrCl3 + 3Cl2↑ + 4NaCl + 8H2O
Образовавшаяся соль хрома — CrCl3.
4) «Соль хрома растворили в воде и прилили к раствору карбоната натрия» — необратимый совместный гидролиз соли слабого (амфотерного) основания Cr(OH)3 и соли слабой угольной кислоты:
2CrCl3 + 3Na2CO3 + 3H2O → 2Cr(OH)3↓ + 6NaCl + 3CO2↑
Вариант 5B6F8D
Развёрнутый ответ
Правильный ответ: 1) Fe2O3 + 6HNO3(разб.) = 2Fe(NO3)3 + 3H2O; 2) 4Fe(NO3)3 →(t°) 2Fe2O3 + 12NO2↑ + 3O2↑; 3) Fe2O3 + 6HI = 2FeI2 + I2 + 3H2O; 4) I2 + 10HNO3(конц.) →(t°) 2HIO3 + 10NO2↑ + 4H2O
1) Оксид железа(III) растворяется в разбавленной азотной кислоте (обычная кислотно-основная реакция оксида с кислотой): Fe2O3 + 6HNO3(разб.) = 2Fe(NO3)3 + 3H2O. 2) Образовавшийся нитрат железа(III) выделили и прокалили — термическое разложение нитрата железа(III) даёт обратно оксид железа(III), а также бурый газ NO2 и кислород: 4Fe(NO3)3 →(t°) 2Fe2O3 + 12NO2↑ + 3O2↑. 3) Твёрдый остаток (Fe2O3) обработали иодоводородной кислотой — ион Fe3+ (достаточно сильный окислитель, E°(Fe3+/Fe2+)=0,77 В) окисляет иодид-ион (E°(I2/I-)=0,54 В) до свободного иода, сам восстанавливаясь до Fe2+: Fe2O3 + 6HI = 2FeI2 + I2 + 3H2O (электронный баланс: 2Fe3+ + 2e- → 2Fe2+; 2I- - 2e- → I2). 4) Полученное простое вещество — иод I2 — при нагревании реагирует с концентрированной азотной кислотой (сильный окислитель), окисляясь до иодноватой кислоты: I2 + 10HNO3(конц.) →(t°) 2HIO3 + 10NO2↑ + 4H2O (электронный баланс: I2 - 10e- → 2I(+5); N(+5)+1e-→N(+4), ×10).
Вариант 5B73CA
Развёрнутый ответ
Правильный ответ: 1) Zn+2KOH(тв.,t°)=K2ZnO2+H2↑; 2) K2ZnO2+2H2SO4=ZnSO4+K2SO4+2H2O; 3) ZnSO4+K2S=ZnS↓+K2SO4; 4) ZnS+4H2SO4(конц.,гор.)=ZnSO4+4SO2↑+4H2O
1) Сплавление цинка с твёрдым гидроксидом калия (сухое сплавление, без воды): Zn+2KOH(тв.,сплав,t°)=K2ZnO2+H2↑ (образуется цинкат калия и водород). 2) Полученный K2ZnO2 растворили в необходимом (стехиометрическом) количестве раствора серной кислоты: K2ZnO2+2H2SO4=ZnSO4+K2SO4+2H2O (точное количество кислоты нейтрализует и цинкат-ион, и калий без избытка кислоты). 3) В образовавшийся раствор добавили сульфид калия — образуется белый осадок сульфида цинка: ZnSO4+K2S=ZnS↓+K2SO4. 4) Осадок (ZnS) поместили в горячий концентрированный раствор серной кислоты — сульфидная сера полностью окисляется до сульфата, часть серной кислоты восстанавливается до SO2: ZnS+4H2SO4(конц.,гор.)=ZnSO4+4SO2↑+4H2O.
Вариант 5E7B5E
Развёрнутый ответ
Правильный ответ: 1) Na2CO3+Fe2O3=(t°)=2NaFeO2+CO2↑; 2) 4NO2+O2+2H2O=4HNO3; 3) NaFeO2+4HNO3(изб.)=NaNO3+Fe(NO3)3+2H2O; 4) 2Fe(NO3)3+3K2CO3+3H2O=2Fe(OH)3↓+6KNO3+3CO2↑
1) Сплавление карбоната натрия с оксидом железа(III) (Fe2O3 выступает как кислотный компонент при сплавлении с карбонатом активного металла): Na2CO3+Fe2O3=(t°)=2NaFeO2+CO2↑ (образуется феррит натрия). 2) Раствор, полученный пропусканием через воду смеси NO2 и O2, — это азотная кислота (промышленный способ получения HNO3): 4NO2+O2+2H2O=4HNO3. 3) Феррит натрия обработали избытком этого раствора (HNO3): NaFeO2+4HNO3(изб.)=NaNO3+Fe(NO3)3+2H2O (образуется нитрат железа(III)). 4) Полученное соединение железа (Fe(NO3)3) поместили в раствор карбоната калия — происходит взаимное усиление гидролиза (совместный гидролиз) с образованием осадка гидроксида железа(III) и выделением CO2: 2Fe(NO3)3+3K2CO3+3H2O=2Fe(OH)3↓+6KNO3+3CO2↑.
Вариант 5EAC08
Развёрнутый ответ
Правильный ответ: 1) Fe3O4+4H2SO4(разб.,изб.)=FeSO4+Fe2(SO4)3+4H2O; 2) 6FeSO4+K2Cr2O7+7H2SO4=3Fe2(SO4)3+Cr2(SO4)3+K2SO4+7H2O; 3) Cr2(SO4)3+3Na2CO3+3H2O=2Cr(OH)3↓+3Na2SO4+3CO2↑; 4) 2Cr(OH)3+KClO3+4KOH=(t°)=2K2CrO4+KCl+5H2O
1) Железная окалина (Fe3O4=FeO·Fe2O3) растворяется в избытке разбавленной серной кислоты, давая смесь солей железа(II) и (III): Fe3O4+4H2SO4(разб.,изб.)=FeSO4+Fe2(SO4)3+4H2O. 2) Подкисленный раствор (содержащий Fe2+ и избыток H2SO4) обработали дихроматом калия — Fe2+ окисляется дихромат-ионом до Fe3+ в кислой среде, Cr(+6) восстанавливается до Cr(+3): 6FeSO4+K2Cr2O7+7H2SO4=3Fe2(SO4)3+Cr2(SO4)3+K2SO4+7H2O. 3) Полученное соединение хрома (Cr2(SO4)3) поместили в раствор карбоната натрия — взаимное усиление гидролиза даёт осадок гидроксида хрома(III) и CO2: Cr2(SO4)3+3Na2CO3+3H2O=2Cr(OH)3↓+3Na2SO4+3CO2↑. 4) Осадок (Cr(OH)3) нагрели с хлоратом калия и гидроксидом калия — окислительное сплавление переводит Cr(III) в хромат Cr(VI), хлор восстанавливается от +5 до -1: 2Cr(OH)3+KClO3+4KOH=(t°)=2K2CrO4+KCl+5H2O.
Вариант 63254E
Развёрнутый ответ
Правильный ответ: 1) BaCl2 + Na2SO4 → BaSO4↓ + 2NaCl; 2) 2NaCl + H2SO4(конц.) →(t°) Na2SO4 + 2HCl↑; 3) Fe3O4 + 8HCl → FeCl2 + 2FeCl3 + 4H2O; 4) 10FeCl2 + 2KMnO4 + 16HCl → 10FeCl3 + 2MnCl2 + 2KCl + 8H2O
1) К раствору хлорида бария добавили раствор сульфата натрия — осаждение сульфата бария: BaCl2 + Na2SO4 → BaSO4↓ + 2NaCl. 2) Из раствора выделили соль (NaCl), высушили и обработали концентрированной серной кислотой — классический лабораторный способ получения хлороводорода: 2NaCl + H2SO4(конц.) →(t°) Na2SO4 + 2HCl↑. 3) Образовавшийся газ (HCl) растворили в воде (соляная кислота), в неё поместили железную окалину (Fe3O4, смешанный оксид железа(II,III)): Fe3O4 + 8HCl → FeCl2 + 2FeCl3 + 4H2O. 4) Одно из образовавшихся веществ (FeCl2, содержащий легко окисляемый Fe2+) прореагировало с раствором KMnO4 и HCl — классическое окисление железа(II) до железа(III) перманганатом в кислой среде: 10FeCl2 + 2KMnO4 + 16HCl → 10FeCl3 + 2MnCl2 + 2KCl + 8H2O.
Вариант 6486C4
Развёрнутый ответ
Правильный ответ: 1) 2NH3+3CuO=(t°)=3Cu+N2+3H2O; 2) Cu+2H2SO4(конц.,гор.)=CuSO4+SO2↑+2H2O; 3) CuSO4+BaCl2=BaSO4↓+CuCl2; 4) 2CuCl2+4KI=2CuI↓+I2+4KCl
1) Аммиак, пропущенный над нагретым оксидом меди(II), восстанавливает медь до металла: 2NH3+3CuO=(t°)=3Cu+N2+3H2O. 2) Полученную медь растворили в концентрированной серной кислоте при нагревании (медь реагирует с горячей концентрированной H2SO4 как окисляющей кислотой): Cu+2H2SO4(конц.,гор.)=CuSO4+SO2↑+2H2O. 3) Образовавшуюся соль (CuSO4) добавили к раствору хлорида бария — реакция обмена с образованием осадка сульфата бария: CuSO4+BaCl2=BaSO4↓+CuCl2. 4) Осадок (BaSO4) отфильтровали, к оставшемуся раствору (содержащему CuCl2) добавили иодид калия — Cu2+ окисляет I- до I2, восстанавливаясь до Cu+ (осадок CuI): 2CuCl2+4KI=2CuI↓+I2+4KCl.
Вариант 670198
Развёрнутый ответ
Правильный ответ: 1) 2NaHCO3 →(t°, кипячение) Na2CO3 + H2O + CO2↑; 2) Cr2(SO4)3 + 3Na2CO3 + 3H2O → 2Cr(OH)3↓ + 3CO2↑ + 3Na2SO4; 3) 2Cr(OH)3 + 3H2O2 + 4NaOH →(t°) 2Na2CrO4 + 8H2O; 4) Na2CrO4 + BaCl2 → BaCrO4↓ + 2NaCl
1) Кипячение раствора NaHCO3 до прекращения выделения газа — термическое разложение гидрокарбоната: 2NaHCO3 →(t°) Na2CO3 + H2O + CO2↑. 2) К полученному раствору Na2CO3 добавили раствор Cr2(SO4)3 — необратимый совместный гидролиз (карбонат-ион и катион Cr3+ взаимно усиливают гидролиз друг друга до конца) с образованием осадка: Cr2(SO4)3 + 3Na2CO3 + 3H2O → 2Cr(OH)3↓ + 3CO2↑ + 3Na2SO4. 3) Осадок Cr(OH)3 обработали при нагревании концентрированным раствором H2O2 и NaOH — окисление Cr3+ до жёлтого хромат-иона (характерная цветовая реакция): 2Cr(OH)3 + 3H2O2 + 4NaOH →(t°) 2Na2CrO4 + 8H2O. 4) Полученный жёлтый раствор (Na2CrO4) смешали с раствором BaCl2 — осаждение малорастворимого жёлтого хромата бария: Na2CrO4 + BaCl2 → BaCrO4↓ + 2NaCl.
Вариант 679594
Развёрнутый ответ
Правильный ответ: 1) CuSO4 + BaCl2 = BaSO4↓ + CuCl2; 2) CuCl2 →(электролиз водн. р-ра) Cu + Cl2↑; 3) Cl2 + 2NaBr = 2NaCl + Br2; 4) 3Br2 + 6KOH(гор.) = 5KBr + KBrO3 + 3H2O
1) К раствору CuSO4 добавили BaCl2 — реакция обмена с образованием нерастворимого сульфата бария: CuSO4 + BaCl2 = BaSO4↓ + CuCl2 (осадок отделили, остался раствор CuCl2). 2) Электролиз водного раствора CuCl2: на катоде выделяется медь (Cu2+ легко восстанавливается, гораздо легче воды), на аноде — газообразный хлор (Cl- бескислородный анион окисляется легче воды): CuCl2 →(электролиз) Cu + Cl2↑. 3) Газ с анода (Cl2) пропустили через раствор NaBr — более активный галоген (хлор) вытесняет менее активный (бром) из его соли: Cl2 + 2NaBr = 2NaCl + Br2 (полученное простое вещество — бром). 4) Бром прореагировал с горячим раствором KOH — реакция диспропорционирования галогена в горячей щёлочи (в отличие от холодной, где образуется гипобромит, в горячей — бромат), в растворе образуются две соли (бромид и бромат калия): 3Br2 + 6KOH(гор.) = 5KBr + KBrO3 + 3H2O.
Вариант 679DA1
Развёрнутый ответ
Правильный ответ: 1) CrO3 + 2NaOH → Na2CrO4 + H2O; 2) 2Na2CrO4 + H2SO4 → Na2Cr2O7 + Na2SO4 + H2O; 3) 3PH3 + 4Na2Cr2O7 + 16H2SO4 → 3H3PO4 + 4Cr2(SO4)3 + 4Na2SO4 + 16H2O; 4) Cr2(SO4)3 + 3K2CO3 + 3H2O → 2Cr(OH)3↓ + 3CO2↑ + 3K2SO4
1) Оксид хрома(VI) в избытке NaOH образует жёлтый хромат: CrO3 + 2NaOH → Na2CrO4 + H2O. 2) Добавление серной кислоты переводит хромат в дихромат (изменение окраски с жёлтой на оранжевую): 2Na2CrO4 + H2SO4 → Na2Cr2O7 + Na2SO4 + H2O. 3) Дополнительно подкисленный раствор дихромата (сильный окислитель в кислой среде) пропустили через фосфин — фосфор окисляется от −3 до +5 (в H3PO4, потеря 8 электронов), хром восстанавливается от +6 до +3 (приём 3 электронов на атом, 6 на 2 атома): 3PH3 + 4Na2Cr2O7 + 16H2SO4 → 3H3PO4 + 4Cr2(SO4)3 + 4Na2SO4 + 16H2O. 4) Образовавшуюся соль хрома (Cr2(SO4)3) растворили в воде и добавили раствор карбоната калия — необратимый совместный гидролиз с образованием осадка: Cr2(SO4)3 + 3K2CO3 + 3H2O → 2Cr(OH)3↓ + 3CO2↑ + 3K2SO4.
Вариант 6Ac2eF
Развёрнутый ответ
Правильный ответ: 1) 2KMnO4 = (t°) K2MnO4 + MnO2 + O2↑
2) Ca3P2 + 6HCl = 3CaCl2 + 2PH3↑
3) PH3 + 2O2 = H3PO4
4) CaHPO4 + H3PO4 = Ca(H2PO4)2
1) Прокаливание перманганата калия — классическая реакция термического разложения: 2KMnO4 = K2MnO4 + MnO2 + O2↑. Выделившийся газ — кислород O2.
2) Действие соляной кислоты на фосфид кальция даёт фосфин (газ): Ca3P2 + 6HCl = 3CaCl2 + 2PH3↑.
3) Кислород вступает в реакцию с фосфином (горение фосфина) — при полном окислении сразу образуется трёхосновная ортофосфорная кислота: PH3 + 2O2 = H3PO4 (это трёхосновная кислота из условия).
4) Полученную кислоту растворили в воде (физический этап, без отдельного уравнения) и добавили к гидрофосфату кальция CaHPO4 — избыток кислоты переводит менее кислую соль в более кислую (дигидрофосфат): CaHPO4 + H3PO4 = Ca(H2PO4)2.
Вариант 704087
Развёрнутый ответ
Правильный ответ: 1) 3BaCl2 + 2Na3PO4 = Ba3(PO4)2↓ + 6NaCl; 2) 2NaCl + 2H2O →(электролиз) 2NaOH + H2↑ + Cl2↑; 3) 3Cl2 + 6KOH(гор.) = 5KCl + KClO3 + 3H2O; 4) Cr2O3 + KClO3 + 4KOH →(сплавление, t°) 2K2CrO4 + KCl + 2H2O
1) Смешали растворы BaCl2 и Na3PO4 — реакция обмена с образованием нерастворимого фосфата бария: 3BaCl2 + 2Na3PO4 = Ba3(PO4)2↓ + 6NaCl (осадок отделили, остался раствор NaCl). 2) Электролиз водного раствора NaCl (хлор-щелочной процесс): на катоде выделяется водород (Na+ слишком активен, реагирует вода), на аноде — хлор (Cl- разряжается легче воды): 2NaCl + 2H2O →(электролиз) 2NaOH + H2↑ + Cl2↑. 3) Газ с анода (Cl2) пропустили через ГОРЯЧИЙ раствор KOH — в горячих условиях хлор диспропорционирует с образованием хлората (а не гипохлорита, как на холоде): 3Cl2 + 6KOH(гор.) = 5KCl + KClO3 + 3H2O. 4) Одну из полученных солей (сильный окислитель KClO3) выделили и сплавили с Cr2O3 и KOH — окислительное сплавление амфотерного оксида хрома(III) с переводом хрома в высшую степень окисления +6 (хромат): Cr2O3 + KClO3 + 4KOH →(сплавление, t°) 2K2CrO4 + KCl + 2H2O.
Вариант 707BA0
Развёрнутый ответ
Правильный ответ: 1) Fe3O4+4H2SO4(разб.)=FeSO4+Fe2(SO4)3+4H2O; 2) Fe2(SO4)3+2KI(изб.)=2FeSO4+I2+K2SO4; 3) 2KI+4HNO3(конц.)=I2+2NO2+2KNO3+2H2O; 4) FeSO4+K2CO3=FeCO3↓+K2SO4
1) Железная окалина Fe3O4 (содержит Fe2+ и Fe3+) растворяется в разбавленной серной кислоте, образуя смесь солей:
Fe3O4 + 4H2SO4(разб.) = FeSO4 + Fe2(SO4)3 + 4H2O
2) К раствору добавили раствор KI (в избытке): Fe3+ окисляет иодид-ион до I2, восстанавливаясь до Fe2+; избыток KI остаётся в растворе непрореагировавшим:
Fe2(SO4)3 + 2KI(изб.) = 2FeSO4 + I2 + K2SO4
3) Оставшийся в растворе KI — соль без атомов кислорода в составе — реагирует с концентрированной азотной кислотой, иодид окисляется до простого вещества I2, выделяется бурый газ NO2:
2KI + 4HNO3(конц.) = I2↓ + 2NO2↑ + 2KNO3 + 2H2O
Образовавшийся иод (простое вещество) отделили.
4) К оставшемуся раствору (содержащему FeSO4 из шагов 1-2) добавили раствор K2CO3 — образуется осадок карбоната железа(II):
FeSO4 + K2CO3 = FeCO3↓ + K2SO4
Все четыре уравнения приведены выше.
Вариант 787043
Развёрнутый ответ
Правильный ответ: 1) 2NaNO3 →(t) 2NaNO2 + O2↑; 2) NaNO2 + NH4I →(t) NaI + N2↑ + 2H2O; 3) 6NaI + 2NaMnO4 + 4H2O → 3I2↓ + 2MnO2↓ + 8NaOH; 4) 3I2 + 6KOH →(t) 5KI + KIO3 + 3H2O
1) «Нитрат натрия прокалили» — натрий активный металл, соль разлагается только до нитрита:
2NaNO3 →(t) 2NaNO2 + O2↑
2) «Твёрдый продукт (NaNO2) нагрели с иодидом аммония, выделился газ из состава воздуха, образовалась соль» — газ из состава воздуха = N2. Азот в NO2- (+3) восстанавливается до 0, азот в NH4+ (-3) окисляется до 0 — оба атома азота из разных источников объединяются в N2 (внутримолекулярная окислительно-восстановительная реакция, аналогичная разложению нитрита аммония):
NaNO2 + NH4I →(t) NaI + N2↑ + 2H2O
Соль = NaI.
3) «Соль обработали щелочным раствором перманганата натрия» — перманганат в этих условиях окисляет иодид-ион частично, до простого вещества иода (не до иодата), так как далее по условию образуется именно ПРОСТОЕ вещество:
I(-1)→I(0) (окисление, теряет 1e- на атом I); Mn(+7)→Mn(+4) в MnO2 (восстановление, принимает 3e-).
6NaI + 2NaMnO4 + 4H2O → 3I2↓ + 2MnO2↓ + 8NaOH
Образовавшееся простое вещество = I2.
4) «Простое вещество (I2) прореагировало при нагревании с раствором KOH» — диспропорционирование иода в горячей щёлочи (аналогично хлору/брому при нагревании):
3I2 + 6KOH →(t) 5KI + KIO3 + 3H2O
Вариант 7B438D
Развёрнутый ответ
Правильный ответ: 1) NH4I + NaOH =(t°) NaI + NH3↑ + H2O; 2) 2Cu(NO3)2 + 4NaI = 2CuI↓ + I2 + 4NaNO3; 3) 2CuI + 4H2SO4(конц.) = 2CuSO4 + 2SO2↑ + I2 + 4H2O; 4) 3I2 + 6NaOH(гор.) = 5NaI + NaIO3 + 3H2O
Реакция 1: кристаллический иодид аммония нагрели с твёрдым гидроксидом натрия — реакция соли аммония со щёлочью при нагревании с выделением аммиака:
NH4I + NaOH =(t°) NaI + NH3↑ + H2O
Получившаяся соль — иодид натрия NaI.
Реакция 2: NaI растворили в воде и поместили в раствор нитрата меди(II). Cu2+ окисляет иодид-ион (Cu2+ неустойчив в присутствии I-, восстанавливается до Cu+), образуя осадок иодида меди(I) и свободный иод:
2Cu(NO3)2 + 4NaI = 2CuI↓ + I2 + 4NaNO3
Выпавшая в осадок соль — CuI.
Реакция 3: осадок CuI поместили в концентрированную серную кислоту — окисление иодида меди(I) горячей концентрированной H2SO4 с выделением SO2 (газ с резким запахом) и свободного иода (окрашенное простое вещество, тёмно-фиолетовые кристаллы):
2CuI + 4H2SO4(конц.) = 2CuSO4 + 2SO2↑ + I2 + 4H2O
Реакция 4: полученный иод поместили в горячий раствор гидроксида натрия — диспропорционирование иода в горячей щёлочи (аналогично хлору) с образованием иодида и иодата:
3I2 + 6NaOH(гор.) = 5NaI + NaIO3 + 3H2O
Вариант 7DF692
Развёрнутый ответ
Правильный ответ: 1) Ca2Si+4H2O=2Ca(OH)2+SiH4↑; 2) SiH4+2O2=SiO2+2H2O; 3) Ca3(PO4)2+3SiO2+5C=3CaSiO3+5CO↑+2P; 4) P+5HNO3(конц.)=H3PO4+5NO2↑+H2O
1) Силицид кальция гидролизуется водой с выделением силана: Ca2Si + 4H2O = 2Ca(OH)2 + SiH4↑.
2) Силан сгорает в кислороде: SiH4 + 2O2 = SiO2 + 2H2O (твёрдый продукт — SiO2).
3) Сплавление SiO2 с фосфатом кальция и углеродом — классическая промышленная реакция получения фосфора: Ca3(PO4)2 + 3SiO2 + 5C = 3CaSiO3 + 5CO↑ + 2P (простое вещество — фосфор).
4) Фосфор с концентрированной азотной кислотой окисляется до ортофосфорной кислоты: P + 5HNO3(конц.) = H3PO4 + 5NO2↑ + H2O.
Вариант 844FC9
Развёрнутый ответ
Правильный ответ: 1) NaOH + HClO4 → NaClO4 + H2O; 2) 4Cr2O3 + 3NaClO4 + 16NaOH →(t) 8Na2CrO4 + 3NaCl + 8H2O; 3) 2Na2CrO4 + H2SO4 → Na2Cr2O7 + Na2SO4 + H2O; 4) Na2Cr2O7 + 3H2S + 4H2SO4 → Cr2(SO4)3 + 3S↓ + Na2SO4 + 7H2O
1) «Гидроксид натрия прореагировал с хлорной кислотой» — реакция нейтрализации:
NaOH + HClO4 → NaClO4 + H2O
2) «Полученную соль (NaClO4) сплавили с оксидом хрома(III) и гидроксидом натрия» — перхлорат в роли окислителя окисляет хром(III) до хромата(VI) в щелочной среде расплава (аналогично реакции с хлоратом):
Cr+3-3e-→Cr+6 (окисление, ×8 атомов Cr); Cl+7+8e-→Cl-1 (восстановление, ×3).
4Cr2O3 + 3NaClO4 + 16NaOH →(t) 8Na2CrO4 + 3NaCl + 8H2O
3) «Полученное соединение хрома (Na2CrO4) поместили в разбавленный раствор серной кислоты» — в кислой среде жёлтый хромат-ион переходит в оранжевый дихромат-ион:
2Na2CrO4 + H2SO4 → Na2Cr2O7 + Na2SO4 + H2O
4) «Через образовавшийся кислый раствор пропустили сероводород, наблюдали образование осадка» — дихромат в кислой среде — сильный окислитель, окисляет сероводород до серы (осадок), сам восстанавливаясь до хрома(III):
Cr+6+3e-→Cr+3 (восстановление, ×2); S-2-2e-→S0 (окисление, ×3).
Na2Cr2O7 + 3H2S + 4H2SO4 → Cr2(SO4)3 + 3S↓ + Na2SO4 + 7H2O
Вариант 913F06
Развёрнутый ответ
Правильный ответ: 1) 2NaHCO3 →(t) Na2CO3 + H2O + CO2↑; 2) 2Al + 2NaOH + 6H2O → 2Na[Al(OH)4] + 3H2↑; 3) CO2 + Na[Al(OH)4] → Al(OH)3↓ + NaHCO3; 4) NaHCO3 + Ba(OH)2 → BaCO3↓ + NaOH + H2O
1) «Газ, выделившийся при прокаливании гидрокарбоната натрия» — термическое разложение кислой соли:
2NaHCO3 →(t) Na2CO3 + H2O + CO2↑
Газ = CO2.
2) «Раствор, полученный при добавлении алюминия к раствору гидроксида натрия» — амфотерный металл со щёлочью образует комплексную соль:
2Al + 2NaOH + 6H2O → 2Na[Al(OH)4] + 3H2↑
3) «Газ (CO2) прореагировал с этим раствором» — кислотный оксид вытесняет более слабое амфотерное основание из комплексной соли, образуя кислую соль угольной кислоты (стандартная реакция при пропускании CO2 через алюминат):
CO2 + Na[Al(OH)4] → Al(OH)3↓ + NaHCO3
4) «Осадок отделили, к оставшемуся раствору (NaHCO3) добавили раствор гидроксида бария» — щёлочь полностью нейтрализует кислую соль и осаждает карбонат бария:
NaHCO3 + Ba(OH)2 → BaCO3↓ + NaOH + H2O
Вариант 930952
Развёрнутый ответ
Правильный ответ: 1) AlP + 3HCl = AlCl3 + PH3↑; 2) 2AlCl3 + 3K2SO3 + 3H2O = 2Al(OH)3↓ + 3SO2↑ + 6KCl; 3) Na2Cr2O7 + 3SO2 + H2SO4 = Cr2(SO4)3 + Na2SO4 + H2O; 4) SO2 + 2HNO3(конц.) = H2SO4 + 2NO2↑
Реакция 1: фосфид алюминия растворили в соляной кислоте — фосфид-ион реагирует с кислотой, выделяя фосфин:
AlP + 3HCl = AlCl3 + PH3↑
Реакция 2: к полученному раствору (AlCl3) добавили раствор сульфита калия — взаимное усиление гидролиза соли активного гидролизующегося катиона (Al3+) и соли слабой летучей кислоты (сульфита), с образованием осадка Al(OH)3 (белый) и выделением SO2 (бесцветный газ):
2AlCl3 + 3K2SO3 + 3H2O = 2Al(OH)3↓ + 3SO2↑ + 6KCl
Реакция 3: одну часть SO2 поглотили подкисленным раствором дихромата натрия — окислительно-восстановительная реакция, SO2 восстанавливает дихромат:
Na2Cr2O7 + 3SO2 + H2SO4 = Cr2(SO4)3 + Na2SO4 + H2O
Электронный баланс: Cr2O7^2-+14H++6e-→2Cr3++7H2O (×1); S+4−2e-→S+6 (×3).
Реакция 4: другую часть SO2 поглотили концентрированной азотной кислотой — окислительно-восстановительная реакция:
SO2 + 2HNO3(конц.) = H2SO4 + 2NO2↑
Электронный баланс: S+4−2e-→S+6 (×1); N+5+1e-→N+4 (×2).
Вариант 9420C7
Развёрнутый ответ
Правильный ответ: 1) MgCl2+H2SO4(конц.)→(t°) MgSO4+2HCl↑; 2) K2Cr2O7+14HCl(конц.)→2CrCl3+3Cl2↑+2KCl+7H2O; 3) 2FeCl2+Cl2→2FeCl3; 4) 2FeCl3+3K2CO3+3H2O→2Fe(OH)3↓+3CO2↑+6KCl
1) Твёрдый хлорид магния с концентрированной серной кислотой при нагревании — вытеснение летучего хлороводорода менее летучей кислотой:
MgCl2(тв.) + H2SO4(конц.) →(t°) MgSO4 + 2HCl↑
2) Выделившийся HCl растворили в воде — получили концентрированную соляную кислоту. При взаимодействии концентрированной HCl с дихроматом калия выделяется жёлто-зелёный газ — хлор (K2Cr2O7 окисляет хлорид-ион до Cl2):
K2Cr2O7 + 14HCl(конц.) → 2CrCl3 + 3Cl2↑ + 2KCl + 7H2O
3) Хлор пропустили через раствор хлорида железа(II) — окисление Fe2+ до Fe3+:
2FeCl2 + Cl2 → 2FeCl3
4) К раствору FeCl3 добавили карбонат калия — совместный необратимый гидролиз (осадок гидроксида железа(III) и выделение CO2):
2FeCl3 + 3K2CO3 + 3H2O → 2Fe(OH)3↓ + 3CO2↑ + 6KCl
Вариант 95AE1A
Развёрнутый ответ
Правильный ответ: 1) (NH4)2Cr2O7--t°-->Cr2O3+N2↑+4H2O; 2) Cr2O3+3H2O2+4KOH=2K2CrO4+5H2O; 3) 2K2CrO4+16HBr(конц.)=2CrBr3+3Br2+4KBr+8H2O; 4) 2CrBr3+3K2CO3+3H2O=2Cr(OH)3↓+3CO2↑+6KBr
1) Прокаливание дихромата аммония («вулканчик»): (NH4)2Cr2O7 --t°--> Cr2O3 + N2↑ + 4H2O. Твёрдый продукт — Cr2O3.
2) Оксид хрома(III) при нагревании с раствором H2O2 и KOH окисляется до хромата (жёлтый раствор, Cr⁺³→Cr⁺⁶): Cr2O3 + 3H2O2 + 4KOH = 2K2CrO4 + 5H2O. Электронный баланс: 2Cr⁺³−6ē→2Cr⁺⁶ (окисление, ×1), O₂²⁻... по факту H2O2: 2O⁻¹+2ē→2O⁻² (восстановление, ×3).
3) Хромат калия с концентрированной бромоводородной кислотой — окислительно-восстановительная реакция, хром восстанавливается до +3, бромид частично окисляется до Br2, образуется соль хрома CrBr3: 2K2CrO4 + 16HBr(конц.) = 2CrBr3 + 3Br2 + 4KBr + 8H2O. Электронный баланс: 2Cr⁺⁶+6ē→2Cr⁺³ (восстановление, ×1), 2Br⁻−2ē→Br2 (окисление, ×3).
4) Раствор CrBr3, помещённый в раствор K2CO3, — взаимное усиление гидролиза (соль слабого основания Cr³⁺ и соль слабой кислоты CO3²⁻): 2CrBr3 + 3K2CO3 + 3H2O = 2Cr(OH)3↓ + 3CO2↑ + 6KBr — наблюдается осадок Cr(OH)3 и выделение газа CO2, что соответствует условию.
Вариант 95C4BD
Развёрнутый ответ
Правильный ответ: 1) Zn3P2+6HCl=3ZnCl2+2PH3↑; 2) PH3+8KMnO4+11KOH=K3PO4+8K2MnO4+7H2O; 3) 3PH3+4K2Cr2O7+16H2SO4=4Cr2(SO4)3+3H3PO4+4K2SO4+16H2O; 4) Cr2(SO4)3+3Na2CO3+3H2O=2Cr(OH)3↓+3Na2SO4+3CO2↑
1) Фосфид цинка растворили в соляной кислоте — выделяется фосфин: Zn3P2+6HCl=3ZnCl2+2PH3↑. 2) Одну часть PH3 пропустили через раствор KMnO4+KOH — в сильнощелочной среде перманганат восстанавливается до манганата, фосфин окисляется до фосфата: PH3+8KMnO4+11KOH=K3PO4+8K2MnO4+7H2O. 3) Другую часть PH3 пропустили через раствор K2Cr2O7+H2SO4 — в кислой среде дихромат восстанавливается до Cr3+, фосфин окисляется до фосфорной кислоты: 3PH3+4K2Cr2O7+16H2SO4=4Cr2(SO4)3+3H3PO4+4K2SO4+16H2O. 4) Полученную соль хрома (Cr2(SO4)3) растворили в воде и добавили раствор карбоната натрия — взаимное усиление гидролиза даёт осадок гидроксида хрома(III) и CO2: Cr2(SO4)3+3Na2CO3+3H2O=2Cr(OH)3↓+3Na2SO4+3CO2↑.
Вариант 9C5013
Развёрнутый ответ
Правильный ответ: 1) Al4C3+6O2=2Al2O3+3CO2; 2) Al2O3+2NaOH+3H2O=2Na[Al(OH)4]; 3) 4Mg+5H2SO4(конц.)=4MgSO4+H2S↑+4H2O; 4) 2Na[Al(OH)4]+H2S=2Al(OH)3↓+Na2S+2H2O
1) Сжигание карбида алюминия: Al4C3 + 6O2 = 2Al2O3 + 3CO2. Твёрдый продукт — Al2O3.
2) Оксид алюминия в растворе гидроксида натрия растворяется (амфотерный оксид): Al2O3 + 2NaOH + 3H2O = 2Na[Al(OH)4]. Образуется прозрачный раствор.
3) Газ, полученный действием концентрированной серной кислоты на магний (активный металл восстанавливает серу до низшей степени окисления): 4Mg + 5H2SO4(конц.) = 4MgSO4 + H2S↑ + 4H2O. Газ — H2S.
4) H2S, пропущенный через раствор алюмината натрия, вытесняет более слабое основание — образуется белый осадок Al(OH)3 и соль бескислородной кислоты Na2S: 2Na[Al(OH)4] + H2S = 2Al(OH)3↓ + Na2S + 2H2O.
Вариант AEEA12
Развёрнутый ответ
Правильный ответ: 1) 2NaHCO3=(t°)=Na2CO3+H2O+CO2↑; 2) CO2+2KOH(изб.)=K2CO3+H2O; 3) Cr2(SO4)3+3K2CO3+3H2O=2Cr(OH)3↓+3K2SO4+3CO2↑; 4) 2Cr(OH)3+3H2O2+4NaOH=(t°)=2Na2CrO4+8H2O
1) Прокаливание гидрокарбоната натрия: 2NaHCO3=(t°)=Na2CO3+H2O+CO2↑ (выделяется CO2). 2) Выделившийся CO2 пропустили через избыток раствора KOH: CO2+2KOH(изб.)=K2CO3+H2O. 3) Раствор карбоната калия прилили к раствору сульфата хрома(III) — взаимное усиление гидролиза даёт осадок гидроксида хрома(III) и бесцветный газ CO2: Cr2(SO4)3+3K2CO3+3H2O=2Cr(OH)3↓+3K2SO4+3CO2↑. 4) Осадок (Cr(OH)3) обработали при нагревании раствором H2O2+NaOH — окислительное растворение с образованием жёлтого хромата натрия: 2Cr(OH)3+3H2O2+4NaOH=(t°)=2Na2CrO4+8H2O.
Вариант B47719
Развёрнутый ответ
Правильный ответ: 1) 2Na + 2H2O → 2NaOH + H2↑; 2) 4Ca + 5H2SO4(конц.) → 4CaSO4 + H2S↑ + 4H2O; 3) 2NaOH + H2S → Na2S + 2H2O; 4) 2KMnO4 + 5Na2S + 8H2SO4 → 2MnSO4 + 5S↓ + K2SO4 + 5Na2SO4 + 8H2O
1) Натрий реагирует с водой: 2Na+2H2O→2NaOH+H2↑. 2) Кальций (очень активный металл) с концентрированной серной кислотой восстанавливает серу до максимально низкой степени окисления — сероводорода (газ с резким неприятным запахом): 4Ca+5H2SO4(конц.)→4CaSO4+H2S↑+4H2O. 3) Через раствор NaOH пропустили H2S — образование средней соли: 2NaOH+H2S→Na2S+2H2O. 4) Полученный Na2S поместили в раствор KMnO4 и H2SO4 — перманганат в кислой среде окисляет сульфид-ион до ПРОСТОГО ВЕЩЕСТВА (свободной серы), сам восстанавливаясь до Mn2+: 2KMnO4+5Na2S+8H2SO4→2MnSO4+5S↓+K2SO4+5Na2SO4+8H2O. Электронный баланс: Mn+7+5e-→Mn+2 (×2=10e-); S-2−2e-→S0 (×5=10e-).
Вариант B755FE
Развёрнутый ответ
Правильный ответ: 1) 2Al+3S=(t°)=Al2S3; 2) Al2S3+8NaOH(изб.)=2Na[Al(OH)4]+3Na2S; 3) 5Na2S+2KMnO4+8H2SO4=5S↓+2MnSO4+K2SO4+5Na2SO4+8H2O; 4) 3S+6KOH(конц.,t°)=2K2S+K2SO3+3H2O
1) Сплавление алюминия с серой: 2Al+3S=(t°)=Al2S3. 2) Al2S3 в избытке раствора NaOH полностью реагирует (амфотерный компонент растворяется, сульфидная часть переходит в сульфид натрия): Al2S3+8NaOH(изб.)=2Na[Al(OH)4]+3Na2S. 3) Одно из веществ (Na2S, восстановитель) выделили и поместили в раствор KMnO4+H2SO4 — сульфид окисляется перманганатом в кислой среде до ЭЛЕМЕНТАРНОЙ серы (простое вещество): 5Na2S+2KMnO4+8H2SO4=5S↓+2MnSO4+K2SO4+5Na2SO4+8H2O. 4) Полученное простое вещество (сера) при нагревании реагирует с концентрированным раствором KOH (диспропорционирование): 3S+6KOH(конц.,t°)=2K2S+K2SO3+3H2O.
Вариант BBE49D
Развёрнутый ответ
Правильный ответ: 1) 2Cu(NO3)2 + 2H2O →(электролиз) 2Cu + O2↑ + 4HNO3; 2) Cu + CuO →(t°) Cu2O; 3) Cu2O + 3H2SO4(конц.) →(t°) 2CuSO4 + SO2↑ + 3H2O; 4) CuSO4 + Na2S → CuS↓ + Na2SO4
1) Электролиз водного раствора нитрата меди(II): на катоде выделяется медь, на аноде — кислород (NO3- не окисляется): 2Cu(NO3)2+2H2O→(электролиз)2Cu+O2↑+4HNO3. Продукт на катоде — Cu (медь). 2) Медь, нагретая с оксидом меди(II), даёт комproporционирование до оксида меди(I) — вещества красного цвета: Cu+CuO→(t°)Cu2O. 3) Оксид меди(I) обработан концентрированной серной кислотой при нагревании — выделяется газ с резким запахом (SO2), медь окисляется до +2: Cu2O+3H2SO4(конц.)→(t°)2CuSO4+SO2↑+3H2O. 4) К раствору CuSO4 добавили раствор сульфида натрия — осаждение чёрного сульфида меди(II): CuSO4+Na2S→CuS↓+Na2SO4.
Вариант C1217D
Развёрнутый ответ
Правильный ответ: 1) 2Na+2H2O=2NaOH+H2↑; 2) Fe3O4+4H2=3Fe+4H2O; 3) 2Fe+6H2SO4(конц.)=Fe2(SO4)3+3SO2↑+6H2O; 4) Fe2(SO4)3+3K2CO3+3H2O=2Fe(OH)3↓+3CO2↑+3K2SO4
1) Натрий в воде: 2Na + 2H2O = 2NaOH + H2↑ (газообразное вещество — водород).
2) Водород при нагревании пропустили через железную окалину Fe3O4 — восстановление оксида железа водородом: Fe3O4 + 4H2 →(t°) 3Fe + 4H2O (простое вещество — железо).
3) Железо при нагревании растворили в необходимом количестве концентрированной серной кислоты, выделился бесцветный газ с резким запахом (SO2): горячая концентрированная H2SO4 окисляет железо до Fe3+ (при точно рассчитанном количестве кислоты), восстанавливаясь до SO2:
2Fe + 6H2SO4(конц., гор.) = Fe2(SO4)3 + 3SO2↑ + 6H2O
4) К раствору Fe2(SO4)3 добавили раствор K2CO3 — совместный (взаимно усиливающий) гидролиз даёт осадок гидроксида железа(III) и углекислый газ:
Fe2(SO4)3 + 3K2CO3 + 3H2O = 2Fe(OH)3↓ + 3CO2↑ + 3K2SO4
Все четыре уравнения приведены выше.
Вариант CCD4CE
Развёрнутый ответ
Правильный ответ: 1) 4NH3 + 5O2 →(кат., t) 4NO + 6H2O; 2) 2NO + O2 → 2NO2; 3) 2NO2 + 2NaOH(хол.) → NaNO3 + NaNO2 + H2O; 4) 3NaNO2 + 2KMnO4 + H2O → 3NaNO3 + 2MnO2↓ + 2KOH
1) «Аммиак нагрели с кислородом в присутствии катализатора» — каталитическое окисление аммиака (промышленный способ получения NO, первая стадия производства азотной кислоты):
4NH3 + 5O2 →(кат., t) 4NO + 6H2O
2) «Полученное вещество (NO) прореагировало с кислородом, образовался бурый газ» — дальнейшее окисление до NO2:
2NO + O2 → 2NO2
3) «Газ поглотили холодным раствором гидроксида натрия» — при взаимодействии NO2 с ХОЛОДНОЙ щёлочью происходит диспропорционирование азота на нитрат и нитрит (в отличие от горячей щёлочи, где образуется только нитрат):
2NO2 + 2NaOH(хол.) → NaNO3 + NaNO2 + H2O
4) «Одно из полученных веществ прореагировало с раствором перманганата калия и гидроксида калия» — нитрит-ион окисляется перманганатом до нитрата в щелочной среде, марганец восстанавливается до MnO2:
N+3-2e-→N+5 (окисление, ×3); Mn+7+3e-→Mn+4 (восстановление, ×2).
3NaNO2 + 2KMnO4 + H2O → 3NaNO3 + 2MnO2↓ + 2KOH
Вариант CD7BCE
Развёрнутый ответ
Правильный ответ: 1) 2KClO3=(MnO2,t°)=2KCl+3O2↑; 2) 2KCl+2H2O=(электролиз)=2KOH+H2↑+Cl2↑; 3) Cl2+2NaI=2NaCl+I2; 4) 3I2+6KOH=(t°)=5KI+KIO3+3H2O
1) Хлорат калия нагрели в присутствии катализатора (MnO2) — каталитическое разложение: 2KClO3=(MnO2,t°)=2KCl+3O2↑. 2) Полученную соль (KCl) растворили в воде и подвергли электролизу — на аноде выделяется жёлто-зелёный газ хлор, на катоде водород: 2KCl+2H2O=(электролиз)=2KOH+H2↑+Cl2↑. 3) Хлор пропустили через раствор иодида натрия — более активный галоген вытесняет менее активный: Cl2+2NaI=2NaCl+I2. 4) Полученное простое вещество (иод) прореагировало при нагревании с раствором KOH — диспропорционирование иода в горячей щёлочи: 3I2+6KOH=(t°)=5KI+KIO3+3H2O.
Вариант CDBDE1
Развёрнутый ответ
Правильный ответ: 1) NH4I + KOH(тв.) →t° KI + NH3↑ + H2O
2) 2CuSO4 + 4KI = 2CuI↓ + I2 + 2K2SO4
3) 2CuI + 8HNO3(конц.) = 2Cu(NO3)2 + 4NO2↑ + I2 + 4H2O
4) 3I2 + 6KOH(гор.) = 5KI + KIO3 + 3H2O
Разбираем цепочку превращений по шагам.
1) Кристаллический иодид аммония при нагревании с твёрдым гидроксидом калия выделяет аммиак: NH4I + KOH →t° KI + NH3↑ + H2O. Получившаяся соль — KI.
2) KI растворили в воде и поместили в раствор CuSO4: Cu2+ окисляет иодид-ион до свободного иода, сам восстанавливаясь до Cu+, которая осаждается в виде CuI: 2CuSO4 + 4KI = 2CuI↓ + I2 + 2K2SO4. Выпавшая в осадок соль — CuI.
3) CuI поместили в концентрированную HNO3: и медь(+1), и иодид-ион окисляются (Cu+→Cu2+, I−→I2), выделяется бурый газ NO2 и образуется окрашенное простое вещество — иод: 2CuI + 8HNO3(конц.) = 2Cu(NO3)2 + 4NO2↑ + I2 + 4H2O.
4) Полученный иод поместили в горячий раствор KOH — диспропорционирование иода (аналогично хлору в горячей щёлочи): 3I2 + 6KOH(гор.) = 5KI + KIO3 + 3H2O.
Вариант CE152B
Развёрнутый ответ
Правильный ответ: 1) Cu2O+6HNO3(конц.)=2Cu(NO3)2+2NO2↑+3H2O; 2) 2Cu(NO3)2=(t°)=2CuO+4NO2↑+O2↑; 3) Ca(OH)2+(NH4)2HPO4=CaHPO4+2NH3↑+2H2O; 4) 2NH3+3CuO=(t°)=3Cu+N2+3H2O
1) Оксид меди(I) в концентрированной азотной кислоте окисляется до меди(II): Cu2O+6HNO3(конц.)=2Cu(NO3)2+2NO2↑+3H2O. 2) Выделенную соль (Cu(NO3)2) высушили и прокалили — термическое разложение нитрата меди: 2Cu(NO3)2=(t°)=2CuO+4NO2↑+O2↑. 3) Газ, выделившийся при нагревании гидроксида кальция с гидрофосфатом аммония — это аммиак: Ca(OH)2+(NH4)2HPO4=CaHPO4+2NH3↑+2H2O. 4) Полученное твёрдое вещество (CuO, из шага 2) при нагревании реагирует с этим газом (NH3): 2NH3+3CuO=(t°)=3Cu+N2+3H2O.
Вариант D6Fc49
Развёрнутый ответ
Правильный ответ: 1) 2Cu(NO3)2 = 2CuO + 4NO2↑ + O2↑; 2) CuO + CO = Cu + CO2; 3) 3Cu + 8HNO3(разб.) = 3Cu(NO3)2 + 2NO↑ + 4H2O; 4) 2Cu(NO3)2 + SO2 + 2HCl + 2H2O = 2CuCl↓ + 4HNO3 + H2SO4
Реакция 1: прокаливание нитрата меди(II) — термическое разложение соли активного (среднеактивного) металла с образованием оксида, бурого газа и кислорода:
2Cu(NO3)2 = 2CuO + 4NO2↑ + O2↑
Реакция 2: твёрдый продукт (CuO) нагрели в атмосфере угарного газа — восстановление оксида меди(II) угарным газом:
CuO + CO = Cu + CO2
Реакция 3: получившееся простое вещество (Cu) растворили в разбавленной азотной кислоте:
3Cu + 8HNO3(разб.) = 3Cu(NO3)2 + 2NO↑ + 4H2O
Реакция 4: раствор подкислили соляной кислотой и пропустили сернистый газ — SO2 восстанавливает Cu2+ до Cu+ (окислительно-восстановительная реакция), образуя белый осадок хлорида меди(I):
2Cu(NO3)2 + SO2 + 2HCl + 2H2O = 2CuCl↓ + 4HNO3 + H2SO4
Проверка: Cu2=2; N4=4; O: слева12+2+2=16, справа12+4=16; Cl2=2; H: слева2+4=6, справа4+2=6; S1=1 — сходится.
Электронный баланс: Cu2+ + e- → Cu+ (×2, принимает 2e−); S+4 − 2e- → S+6 (×1, отдаёт 2e−). Белый осадок — CuCl.
Вариант D894B8
Развёрнутый ответ
Правильный ответ: 1) Cr2(SO4)3 + 3Na2SO3 + 3H2O = 2Cr(OH)3↓ + 3SO2↑ + 3Na2SO4; 2) 5SO2 + 2KMnO4 + 2H2O = 2MnSO4 + K2SO4 + 2H2SO4; 3) 2Cr(OH)3 + 3H2O2 + 4NaOH = 2Na2CrO4 + 8H2O; 4) 2Na2CrO4 + H2SO4 = Na2Cr2O7 + Na2SO4 + H2O
1) К раствору Cr2(SO4)3 добавили Na2SO3 — соли слабого основания Cr(OH)3 и слабой сернистой кислоты взаимно и необратимо усиливают гидролиз друг друга: Cr2(SO4)3 + 3Na2SO3 + 3H2O = 2Cr(OH)3↓ + 3SO2↑ + 3Na2SO4 (осадок Cr(OH)3, бесцветный газ SO2). 2) Газ SO2 поглотили подкисленным раствором KMnO4 — SO2 восстанавливает перманганат (S: +4→+6, Mn: +7→+2): 5SO2 + 2KMnO4 + 2H2O = 2MnSO4 + K2SO4 + 2H2SO4 (электронный баланс: S -2e-→S(+6) ×5; Mn +5e-→Mn(+2) ×2). 3) Осадок Cr(OH)3 обработали пероксидом водорода и гидроксидом натрия при нагревании — окислительное растворение амфотерного гидроксида хрома(III) до хромата(VI) (Cr: +3→+6, окисление за счёт H2O2 в щелочной среде): 2Cr(OH)3 + 3H2O2 + 4NaOH = 2Na2CrO4 + 8H2O — раствор приобретает жёлтую окраску, характерную для хромат-иона, что соответствует условию задачи. 4) К жёлтому раствору хромата добавили серную кислоту — в кислой среде хромат переходит в дихромат (жёлтый → оранжевый): 2Na2CrO4 + H2SO4 = Na2Cr2O7 + Na2SO4 + H2O.
Вариант DE5E9C
Развёрнутый ответ
Правильный ответ: 1) 2HBr+Na2CO3→2NaBr+H2O+CO2↑; 2) 2NaBr+2H2O→(электролиз) H2↑+Br2↑+2NaOH; 3) H2+CuO→(t°) Cu+H2O; 4) Cu+4HNO3(конц.)→Cu(NO3)2+2NO2↑+2H2O
1) Нейтрализация бромоводородной кислоты карбонатом натрия:
2HBr + Na2CO3 → 2NaBr + H2O + CO2↑
2) Электролиз полученного раствора NaBr: на катоде выделяется водород (Na+ не восстанавливается), на аноде — бром (Br− бескислородный анион, окисляется легче воды):
2NaBr + 2H2O →(электролиз) H2↑ + Br2↑ + 2NaOH
3) Газ, выделившийся на катоде (H2), пропустили над оксидом меди(II) при нагревании — восстановление оксида до металла:
H2 + CuO →(t°) Cu + H2O
4) Образовавшееся твёрдое вещество (Cu) поместили в концентрированную азотную кислоту:
Cu + 4HNO3(конц.) → Cu(NO3)2 + 2NO2↑ + 2H2O
Вариант e3B6cF
Развёрнутый ответ
Правильный ответ: 1) Ca3N2 + 8H3PO4(изб.) = 3Ca(H2PO4)2 + 2NH4H2PO4
2) Ca(H2PO4)2 + 2Ca(OH)2(изб.) = Ca3(PO4)2↓ + 4H2O
3) 2NH4H2PO4 + 3Ca(OH)2(изб.) = Ca3(PO4)2↓ + 2NH3↑ + 6H2O
4) Ca3(PO4)2 + 3SiO2 + 5C →t° 3CaSiO3 + 5CO + 2P
Разбираем цепочку превращений.
1) Нитрид кальция Ca3N2 в избытке ортофосфорной кислоты полностью растворяется: и катион Ca2+ (высвобождающийся из нитрида через промежуточный гидроксид), и азот (высвобождающийся как аммиак/аммоний) переходят в кислые фосфаты, так как кислота в избытке: Ca3N2 + 8H3PO4(изб.) = 3Ca(H2PO4)2 + 2NH4H2PO4. Оба продукта растворимы — получается прозрачный раствор.
2) и 3) Каждое из двух полученных веществ обработали избытком гашёной извести Ca(OH)2 — избыток щёлочи полностью депротонирует кислые фосфаты до среднего (нерастворимого) фосфата кальция:
Ca(H2PO4)2 + 2Ca(OH)2(изб.) = Ca3(PO4)2↓ + 4H2O
2NH4H2PO4 + 3Ca(OH)2(изб.) = Ca3(PO4)2↓ + 2NH3↑ + 6H2O
Оба процесса дают ОДИН И ТОТ ЖЕ осадок — фосфат кальция Ca3(PO4)2 («образовавшийся осадок», упомянутый в условии в единственном числе).
4) Высушенный и прокалённый с углём и оксидом кремния осадок Ca3(PO4)2 подвергается классической промышленной реакции получения фосфора: Ca3(PO4)2 + 3SiO2 + 5C →t° 3CaSiO3 + 5CO + 2P.
Вариант E62675
Развёрнутый ответ
Правильный ответ: 1) CaH2 + 2H2O → Ca(OH)2 + 2H2↑; 2) CuO + H2 →(t°) Cu + H2O; 3) Cu + 2H2SO4(конц.) →(t°) CuSO4 + SO2↑ + 2H2O; 4) 2CuSO4 + 4KI → 2CuI↓ + I2 + 2K2SO4
1) Гидрид кальция реагирует с водой с выделением водорода: CaH2+2H2O→Ca(OH)2+2H2↑. 2) Выделившийся газ (H2) пропустили над раскалённым оксидом меди(II) — восстановление: CuO+H2→(t°)Cu+H2O. Образовавшееся твёрдое вещество — медь. 3) Медь растворили при нагревании в концентрированной серной кислоте: Cu+2H2SO4(конц.)→(t°)CuSO4+SO2↑+2H2O. 4) Полученную соль (CuSO4) добавили к раствору иодида калия — классическая окислительно-восстановительная реакция: 2CuSO4+4KI→2CuI↓+I2+2K2SO4.
Вариант E7B7F1
Развёрнутый ответ
Правильный ответ: 1) 2KNO3 = 2KNO2 + O2↑
2) KNO2 + NH4I = (t°) KI + N2↑ + 2H2O
3) 2KI + H2O2 + H2SO4 = I2 + K2SO4 + 2H2O
4) 3I2 + 6NaOH = (t°) 5NaI + NaIO3 + 3H2O
1) Прокаливание нитрата калия — нитраты активных щелочных металлов при умеренном прокаливании разлагаются до нитритов: 2KNO3 = 2KNO2 + O2↑.
2) Твёрдый продукт (KNO2) нагревают с иодидом аммония — реакция между нитритом и солью аммония (аналогично реакции с хлоридом аммония) даёт азот — газ, входящий в состав воздуха: KNO2 + NH4I = KI + N2↑ + 2H2O. Образовавшаяся соль — иодид калия KI.
3) Соль (KI) обрабатывают раствором пероксида водорода и серной кислоты — пероксид в кислой среде окисляет иодид-ион до молекулярного иода (простое вещество): 2KI + H2O2 + H2SO4 = I2 + K2SO4 + 2H2O.
4) Образовавшееся простое вещество (I2) при нагревании реагирует с раствором гидроксида натрия — диспропорционирование иода в горячей щёлочи (аналогично хлору): 3I2 + 6NaOH = 5NaI + NaIO3 + 3H2O.
Вариант E8B5CB
Развёрнутый ответ
Правильный ответ: 1) CuSO4 + Ba(NO3)2 = BaSO4↓ + Cu(NO3)2; 2) 2Cu(NO3)2 + 2H2O = 2Cu + O2↑ + 4HNO3; 3) S + O2 = SO2; 4) 2KMnO4 + SO2 + 4KOH = 2K2MnO4 + K2SO4 + 2H2O
Реакция 1: к раствору сульфата меди(II) добавили раствор нитрата бария — реакция ионного обмена с образованием осадка сульфата бария:
CuSO4 + Ba(NO3)2 = BaSO4↓ + Cu(NO3)2
Реакция 2: осадок отделили, электролиз оставшегося раствора (Cu(NO3)2):
2Cu(NO3)2 + 2H2O = 2Cu + O2↑ + 4HNO3
Газ на инертном аноде — кислород O2.
Реакция 3: выделившийся O2 прореагировал при нагревании с серой:
S + O2 = SO2
Реакция 4: образовавшийся SO2 вступил в реакцию с раствором, содержащим KMnO4 и KOH — в сильнощелочной среде перманганат восстанавливается только до манганата (Mn+6, а не до MnO2 или Mn2+):
2KMnO4 + SO2 + 4KOH = 2K2MnO4 + K2SO4 + 2H2O
Проверка: K: слева2+4=6, справа4+2=6; Mn2=2; S1=1; O: слева8+2+4=14, справа8+4+2=14; H4=4 — сходится.
Электронный баланс: Mn+7 + 1e- → Mn+6 (×2); S+4 − 2e- → S+6 (×1).
Вариант EC41CF
Развёрнутый ответ
Правильный ответ: 1) 4Fe(NO3)3=2Fe2O3+12NO2+3O2; 2) Fe2O3+6HI=2FeI2+I2+3H2O; 3) 2FeI2+6H2SO4(конц.)=Fe2(SO4)3+2I2+3SO2+6H2O; 4) Fe2(SO4)3+3Na2CO3+3H2O=2Fe(OH)3+3CO2+3Na2SO4
1) Прокаливание нитрата железа(III): 4Fe(NO3)3 →(t°) 2Fe2O3 + 12NO2↑ + 3O2↑. Твёрдый остаток — Fe2O3.
2) Fe2O3 в растворе иодоводородной кислоты: Fe3+ (мягкий окислитель) окисляет иодид-ион, восстанавливаясь до Fe2+:
Fe2O3 + 6HI = 2FeI2 + I2 + 3H2O
Образовавшаяся соль железа — FeI2 (без кислорода в составе).
3) FeI2 в концентрированной серной кислоте — окисляются и Fe2+ (до Fe3+), и I^- (до I2), сама кислота восстанавливается до SO2 (газ с резким запахом):
2FeI2 + 6H2SO4(конц., гор.) = Fe2(SO4)3 + 2I2↓ + 3SO2↑ + 6H2O
(Простое вещество — I2, окрашенное тёмно-фиолетовое/чёрное.)
4) Простое вещество (I2) отделили; к оставшемуся раствору Fe2(SO4)3 (без избытка кислоты) прилили раствор Na2CO3 — совместный гидролиз даёт осадок гидроксида железа(III) и углекислый газ:
Fe2(SO4)3 + 3Na2CO3 + 3H2O = 2Fe(OH)3↓ + 3CO2↑ + 3Na2SO4
Все четыре уравнения приведены выше.
Вариант ECE717
Развёрнутый ответ
Правильный ответ: 1) Fe2(SO4)3 + 6NaOH = 2Fe(OH)3↓ + 3Na2SO4
2) 2Fe(OH)3 = (t°) Fe2O3 + 3H2O
3) Fe2O3 + 6HI = 2FeI2 + I2 + 3H2O
4) FeI2 + 2AgNO3 = 2AgI↓ + Fe(NO3)2
1) Сульфат железа(III) обрабатывают раствором гидроксида натрия — обменная реакция, выпадает бурый осадок гидроксида железа(III): Fe2(SO4)3 + 6NaOH = 2Fe(OH)3↓ + 3Na2SO4.
2) Осадок отделяют и прокаливают — нерастворимый гидроксид разлагается на оксид и воду: 2Fe(OH)3 = Fe2O3 + 3H2O.
3) Полученный оксид растворяют в иодоводородной кислоте — сильный восстановитель HI восстанавливает Fe3+ до Fe2+, окисляясь до иода: Fe2O3 + 6HI = 2FeI2 + I2 + 3H2O. Образовавшаяся соль — иодид железа(II) FeI2.
4) Соль выделяют и смешивают с раствором нитрата серебра — обменная реакция, образуется нерастворимый жёлтый осадок AgI: FeI2 + 2AgNO3 = 2AgI↓ + Fe(NO3)2.
Вариант F0E216
Развёрнутый ответ
Правильный ответ: 1) HBr + KHCO3 = KBr + H2O + CO2↑; 2) 6KBr + K2Cr2O7 + 7H2SO4 = 3Br2 + Cr2(SO4)3 + 4K2SO4 + 7H2O; 3) 2Al + 3Br2 = 2AlBr3; 4) 2AlBr3 + 3Na2S + 6H2O = 2Al(OH)3↓ + 3H2S↑ + 6NaBr
1) Бромоводородную кислоту нейтрализовали гидрокарбонатом калия (кислая соль реагирует с более сильной кислотой): HBr + KHCO3 = KBr + H2O + CO2↑. 2) Полученный KBr прореагировал с подкислённым серной кислотой дихроматом калия — классическое окисление бромид-иона дихроматом в кислой среде (Br: -1→0, Cr: +6→+3): 6KBr + K2Cr2O7 + 7H2SO4 = 3Br2 + Cr2(SO4)3 + 4K2SO4 + 7H2O. 3) Образовавшееся простое вещество (бром) прореагировало с алюминием, образуя соль: 2Al + 3Br2 = 2AlBr3. 4) Соль AlBr3 растворили в воде и смешали с раствором сульфида натрия — соли слабого основания (Al(OH)3) и слабой кислоты (H2S) взаимно и необратимо усиливают гидролиз друг друга, что даёт осадок и выделение газа: 2AlBr3 + 3Na2S + 6H2O = 2Al(OH)3↓ + 3H2S↑ + 6NaBr.
Вариант F7179C
Развёрнутый ответ
Правильный ответ: 1) Cu2O+6HNO3(конц.)=2Cu(NO3)2+2NO2↑+3H2O; 2) 2NO2+2NaOH(холод.)=NaNO3+NaNO2+H2O; 3) 3NaNO2+Na2Cr2O7+4H2SO4=3NaNO3+Cr2(SO4)3+Na2SO4+4H2O; 4) Cr2(SO4)3+3K2CO3+3H2O=2Cr(OH)3↓+3K2SO4+3CO2↑
1) Оксид меди(I) в концентрированной HNO3 окисляется, выделяя бурый газ NO2: Cu2O+6HNO3(конц.)=2Cu(NO3)2+2NO2↑+3H2O. 2) Бурый газ (NO2) поглотили ХОЛОДНЫМ раствором NaOH — диспропорционирование в холодной щёлочи даёт смесь нитрата и нитрита: 2NO2+2NaOH(холод.)=NaNO3+NaNO2+H2O. 3) К раствору добавили подкисленный H2SO4 раствор дихромата натрия — дихромат окисляет нитрит до нитрата, восстанавливаясь до Cr3+: 3NaNO2+Na2Cr2O7+4H2SO4=3NaNO3+Cr2(SO4)3+Na2SO4+4H2O. 4) Полученное соединение хрома (Cr2(SO4)3) поместили в раствор карбоната калия — взаимное усиление гидролиза: Cr2(SO4)3+3K2CO3+3H2O=2Cr(OH)3↓+3K2SO4+3CO2↑.
Вариант FDFB80
Развёрнутый ответ
Правильный ответ: 1) 2Cu(NO3)2 →(t°) 2CuO + 4NO2↑ + O2↑; 2) 4NO2 + O2 + 2H2O → 4HNO3; 3) Ca3P2 + 6H2O → 3Ca(OH)2 + 2PH3↑; 4) PH3 + 8HNO3(конц., гор.) → H3PO4 + 8NO2↑ + 4H2O
1) Прокаливание нитрата меди(II): 2Cu(NO3)2→(t°)2CuO+4NO2↑+O2↑ — смесь газов NO2 и O2. 2) Эта смесь газов поглощена водой с образованием азотной кислоты (классическая промышленная реакция): 4NO2+O2+2H2O→4HNO3. 3) Фосфид кальция обработан водой — выделяется фосфин: Ca3P2+6H2O→3Ca(OH)2+2PH3↑. 4) Фосфин осторожно пропущен через горячий концентрированный раствор HNO3 — окисление фосфора от -3 до +5, азот восстанавливается до NO2 (в горячей концентрированной кислоте): PH3+8HNO3(конц.,гор.)→H3PO4+8NO2↑+4H2O. Электронный баланс: P-3−8e-→P+5 (коэффициент 1); N+5+1e-→N+4 (коэффициент 8).